Один із експертів із системи спостереження за ядерними випробуваннями пояснює, як його команда намагається допомогти у пошуку АРА Сан-Хуан.
Гідроакустичний інженер Маріо Замполлі [CTBTO]
15 листопада ВМС Аргентини втратили зв'язок з ARA [ВМС Аргентинської Республіки] Сан-Хуан, невеликою підводним човном на дизельному двигуні, який брав участь у навчаннях біля східного узбережжя Патагонії.
Приблизно через тиждень, 23 листопада, організація Договору про всебічну заборону ядерних випробувань, що базується у Відні (CTBTO), оголосила, що її Міжнародна система спостереження (мережа датчиків, призначених для виявлення ядерних вибухів, де б не сталося на планеті) зафіксувала звук сумісний із вибухом поблизу останнього відомого місця розташування корабля Екіпаж підводного човна складається з 44 членів.
Система CTBTO має безліч наукових застосувань, і вона не вперше застосовується після потенційної катастрофи. Наприклад, у 2000 році дослідники відстежили у своїх даних можливі ознаки загубленої російської підводного човна "Курськ", а в 2014 році за допомогою цієї системи спробували визначити долю рейсу малайзійських авіакомпаній MH370. Природа поговорила з Маріо Замполлі, інженером з гідроакустики CTBTO, про останні пошуки.
Як працює Міжнародна система спостереження?
Система налічує 289 станцій по всьому світу, а після завершення буде мати 337. Ми використовуємо чотири різні техніки: сейсмічну, атмосферну інфразвукову та гідроакустичну, плюс радіонуклідні станції, які виявляють сліди радіоактивних ізотопів від можливих вибухів. Вся інформація передається до міжнародного центру обробки даних у Відні, а також до наших аналітиків, щоб перевірити, чи є якісь події, що представляють інтерес щодо виявлення ядерних вибухів. Ці системи реєструють дані 24 години на добу, сім днів на тиждень. Сигнали зберігаються та використовуються для різноманітних наукових програм та для пом'якшення наслідків стихійних лих.
Як ви можете допомогти знайти ARA San Juan?
Шість наших підводних станцій оснащені гідрофонами. Дві станції вловлювали сигнал: одна на острові Вознесіння, трохи на південь від екватора в Атлантиці, а друга на островах Крозе в південному Індійському океані, на півдорозі між Африкою та Антарктидою. Ці дві станції бачили однаковий сигнал. Крім того, оскільки кожна станція має три датчики, виходячи із затримки між моментами, коли сигнал досягав кожного з них, можна оцінити орієнтацію та обчислити напрямок, з якого прийшов сигнал. Якщо розрахувати геодезичні, починаючи з цих точок, дві лінії будуть перетинатися в місці, розташованому дуже близько до точки, де підводний човен востаннє сигналізував про своє існування.
Цей тип аналізу проводиться в реальному часі?
Для виявлення ядерних вибухів CTBTO має "трубопровід" для обробки в режимі реального часу. Трубопроводи обробки в режимі реального часу оптимізовані для виявлення ядерних вибухів. Який би тип детектора не був побудований, необхідно знайти баланс між ймовірністю виявлення чогось та ймовірністю подачі помилкових тривог. Якщо ваша система настільки чутлива, що виявляє все, у вас є 100-відсотковий шанс подати помилкові тривоги. Ми були б повністю завалені подіями. Шукати інші ознаки стає роботою під рукою. Ми маємо писати спеціальні фрагменти комп’ютерного програмування, порівнювати сигнали та подавати їх на обговорення.
І що показують ваші дані?
Ми знайшли місце, де виник звук. За оцінками, це сталося через три години 21 хвилину після останнього контакту підводного човна з базою. Ми провели детальний аналіз звуку і впевнені, що це не природне явище. Це був імпульсивний сигнал: короткий і чіткий. Те, що його було виявлено з хорошим співвідношенням сигнал/шум як у Вознесінні, так і в Крозе, на відстанях від 6000 до 8000 кілометрів від джерела, означає, що воно повинно було бути досить сильним. Деякі аспекти сигналу узгоджуються з тим, що було видно при інших вибухах. Але насправді важко сказати, що це був вибух.
Чи можете ви сказати, що це спричинило? Наприклад, чи могла випадково вибухнути вибухівка, яка знаходиться на борту?
Дуже важко вгадати. Є підводна споруда, є сталевий посудину, стійку до тиску. Це може бути щось, що сталося всередині або зовні. Це може бути багато речей. Ми не знаємо динаміки. Головне, щоб це не було природним явищем. Ми не намагаємось з’ясувати, що сталося. [Н. IyC: 28 листопада було оприлюднено, що в останньому повідомленні, випущеному субмариною, 15 листопада, було сказано наступне: «Вхід морської води через вентиляційну систему в акумуляторний бак № 3 спричинив коротке замикання батарея бар балкон вогонь. Носові батареї вийшли з ладу. На даний момент при зануренні рушія з розділеною ланцюгом. Я буду інформувати вас без новин персоналу »]. Ми намагаємося надати інформацію органам, відповідальним за пошук, що допоможе їм краще розмежувати зону пошуку. Місце, звідки надходив сигнал, може сильно змінити інтенсивність (наприклад, якщо він знаходився поблизу або всередині підводного човна); деталі всіх цих аспектів можуть змінити рівень звуку. Не будемо говорити, що ми не знаємо, наскільки глибоко це пішло.
Чому існують відмінності залежно від глибини води?
Існує оптимальна глибина, до якої проходить звук. Він називається "SOFAR channel", або канал для фіксації та вимірювання відстані звуку. Він діє як хвилевід, в якому поширення звуку є більш ефективним. Оскільки різні шари океану мають різну температуру і солоність, швидкість звуку також змінюється.
Отже, звукові хвилі відображаються в каналі SOFAR на кордонах між різними шарами, як у оптичному волокні?
Так, приблизно за часів Другої світової війни було виявлено, що на певній глибині звук може сприйматися на більшій відстані. Пілоти ВПС несли заряд, який повинен був підірватися на такій глибині. Якщо їх збити, вони можуть стрибнути викинутими; якщо їм це вдалося зробити, не вмираючи, вони також скидали вантаж. Він зануриться і вибухне, а потім його положення можна буде триангулювати для порятунку. Наші гідрофони розташовані на осі каналу SOFAR.
Ваші дані, чи використовуються вони для інших програм?
Дані гідроакустичної мережі можуть бути використані для характеристики землетрусу. Центри попередження про цунамі використовують дані для вивчення деталей динаміки підводного землетрусу.
Ми також виявляємо підводні виверження вулканів і можемо допомогти знати, куди вони падають. Як і інші сигнали в мережі спостереження, дані доступні для використання науковою спільнотою. Серед сфер інтересу - дослідження морських ссавців. Ми чуємо їх за сотні миль. Наявність постійної системи, яка реєструє ці дані, дозволяє біологам збирати статистичні дані про кількість китів, що мешкають у певній місцевості, та про їх міграції.
Наскільки ваші дані можуть обмежувати пошук Сан-Хуана?
Похибка в нашому розташуванні все ще детально оцінюється, але, швидше за все, джерело було поблизу останнього відомого місця розташування підводного човна. За даними лише двох датчиків ми можемо визначити еліпс шириною від ста до двохсот кілометрів. Ми мали кілька контактів з групами, які відповідають за пошук. Здається, їм цікаво. Але ми не мали жодних відгуків від вас.
Давіде Кастельвеккі/Новини природи
Стаття перекладена та адаптована компанією Research and Science з дозволу Групи досліджень природи.