Od lat naukowcy starają się zaleźć skuteczną metodę na szybkie i dokładne badanie głębin z powierzchni. O ile na ziemi działa system radarowy i Lidar, o tyle pod powierzchnią wodą już tylko sonar.
Sonar stanowi obecnie najskuteczniejsze narzędzie do mapowania dna morskiego, co widać po coraz większej ilości zastosowań, zarówno militarnych, jak i użytkowych. Rosnąca ilość długich, średnich lub krótkich fal dźwiękowych emitowanych przez te urządzenia przyczynia się do wzrostu poziomu hałasu w oceanach, powodując nawet dezorientację zwierząt morskich używających fal akustycznych do nawigacji czy komunikacji.
Sygnał sonarowy wysłany w postaci fal dźwiękowych w powietrzu traci ponad 99,9% energii. Aby skutecznie badać głębiny z powierzchni, najlepszym rozwiązaniem byłoby zestawienie działań kilku systemów, tak by mogły się wzajemnie wspierać i współpracować, wykluczając problemy związane z przechodzeniem sygnału z powietrza do wody i z powrotem.
Warto przeczytać:
Zespół inżynierów z uniwersytetu Stanforda uważa, że udało mu się opracować takie rozwiązanie. Zaprojektowany przez nich system pozwala na wysyłanie i odbieranie sygnałów sonarowych z urządzeń powietrznych bez zanurzenia w wodzie, a także na przenoszenie sygnału przez barierę w postaci wody.
„Jeśli możemy użyć światła w powietrzu, gdzie światło dobrze się rozchodzi, i dźwięku w wodzie, gdzie dźwięk dobrze się rozchodzi, możemy uzyskać to, co najlepsze z obu światów” – powiedział student Aidan Fitzpatrick, jeden z autorów badania opublikowanego przez IEEE Dostęp.
Zaprojektowane urządzenie o nazwie „Airborne Sonar System” (PASS) wystrzeliwuje w powierzchnię wody wiązkę lasera, która moduluje do odpowiedniej częstotliwości fali. Powstała energia jest pochłaniana, ale wytwarzane przy tym w wodzie fale akustyczne, mogą działać niczym konwencjonalny sonar, odbijając się od podwodnych obiektów, przed powrotem na powierzchnię.
Najczęściej czytane:
Powrót sygnału nad powierzchnie wody pozbawia fale dźwiękowe prawie całej energii, ale ten jednokierunkowy sygnał nadal jest wystarczająco mocny, aby można go było „usłyszeć” przez przetworniki urządzenia znajdujące się w powietrzu.
Po uchwyceniu sygnał jest analizowany przez oprogramowanie w celu stworzenia trójwymiarowego obrazu zanurzonego obiektu. Oprogramowanie jest w stanie skorygować załamanie fal dźwiękowych wychodzących z wody na powierzchnie.
Prototyp PASS został przetestowany jak dotąd na małą skalę, ale z pozytywnym skutkiem. Urządzenie umieszczono nieruchomo nad plastikową wanną wypełnioną wodą, aby uzyskać trójwymiarowy obraz metalowego elementu w kształcie litery S, zanurzonego na dnie.
Zdaniem naukowców, następnym wyzwaniem podczas testów będą otwarte wody. Dotychczasowe badania nad PASS były wspierane przez Biuro Badań Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych i ARPA-E, zatem jest duża szansa, że nie zasoby finansowe będą największym wyzwaniem w pracach zespołu badawczego.
źródło: ieeexplore, uniwersytet Stanforda
