Εξέλιξη στις υποβρύχιες επικοινωνίες

Το πρόγραμμα ΑΜΕΒΑ θα μπορεί να επιτρέπει την την ασύρματη υποβρύχια επικοινωνία μέσα στο νερό και σε βάθος στη θάλασσα, αλλά και υπόγεια στο έδαφος, όπως και απ' ευθείας μεταξύ μαχητών σε αποστάσεις εκατοντάδων ή και χιλιάδων χιλιομέτρων μακριά.   (Πηγή)

Η καθημερινότητα στη χρήση ηλεκτρονικών μέσων επικοινωνιών, μας έχει κάνει όλους να θεωρούμε πλέον τους υπολογιστές και τα κινητά, κάτι ..πολύ απλό, ξεχνώντας τους αιώνες ερευνών και προσπαθειών των επιστημόνων που ασχολήθηκαν και αφιέρωσαν τη ζωή τους ακόμη γι' αυτά τα επιτεύγματα της φυσικής επιστήμης, με την "τιθάσευση" των ηλεκτρομαγνητικών (Η/Μ) κυμάτων. Οι εκπομπές και οι λήψεις σημάτων, μηνυμάτων και εικόνων γίνεται σε παγκόσμιο πλέον επίπεδο με τη χρήση των επικοινωνιακών δορυφόρων.

Αυτή η εξέλιξη επέδρασε αφάνταστα και στην στρατιωτική τεχνολογία των επικοινωνιών.   Παρ' όλα αυτά, ακόμη δεν έχει γίνει κατορθωτή, η δυνατότητα εύκολης ασύρματης επικοινωνίας των μαχητών, μέσα από εμπόδια όπως είναι το έδαφος, οι πέτρινοι όγκοι και το νερό, όπου τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αδυνατούν να διαπεράσουν στον επιθυμητό βαθμό. 

Η ηχητική και η ..οπτική επικοινωνία, επικρατούν περισσότερο στο νερό! Οι βατραχάνθρωποι εξακολουθούν να χρησιμοποιούν τα οπτικά σήματα για να επικοινωνούν μεταξύ τους και λίγο ίσως τα υδρόφωνα. Οι ερευνητές της DARPA, εξακολουθούν την προσπάθεια της επίλυσης του προβλήματος, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιούν τα Η/Μ κύματα ακόμη και στο νερό και σε υπόγειες στοές ή σπηλιές, εργαζόμενοι επάνω στο ερευνητικό πρόγραμμα που ονομάζεται AMEBA (A Mechanically Based Antenna) δηλαδή σε ελεύθερη μετάφραση "μηχανική κεραία"

Η βάση του ερευνητικού προγράμματος είναι η πλήρης εκμετάλλευση των ραδιοκυμάτων  των υπερβολικά χαμηλών και χαμηλών συχνοτήτων ULF, (Ultra Low Frequency) και ELF (Extremely Low Freqency) αυτών που κυμαίνονται μεταξύ μερικών εκατοντάδων Hertz  και μέχρι 3 KiloHertz (Khz) και μπορούν να διαπεράσουν  αγώγιμα υλικά όπως νερό, έδαφος, βράχους, μέταλλα και κτίσματα. Παράλληλα, με τις πολύ χαμηλές συχνότητες  VLF (Very Low Frequency) που κυμαίνονται από 3 Khz μέχρι 30 Khz ανοίγονται επιπρόσθετες δυνατότητες επικοινωνιών διότι σε αυτά τα μήκη κύματος, ο ατμοσφαιρικός διάδρομος μεταξύ της επιφάνειας της Γης και της ιονόσφαιρας συμπεριφέρεται σαν ένας κυματοδηγός μέσω του οποίου τα σήματα μπορούν να μεταδοθούν σχεδόν σε όλον τον πλανήτη.

Οι βατραχάνθρωποι, αν το πρόγραμμα ευοδωθεί, θα μπορούν να χρησιμοποιούν κανάλια συχνοτήτων ULF και να επικοινωνούν μεταξύ τους, με υποβρύχια, πλοία, UAVs, πλωτούς σημαντήρες-αναμεταδότες ή και με  την ξηρά, για την ανταλλαγή απλών μηνυμάτων κειμένου. Οι υπόγειες ασύρματες επικοινωνίες, μέσα σε βαθιά καταφύγια, ορυχεία, υπονόμους, ή σπηλιές θα μπορούν επίσης να είναι εφικτές. Επί πλέον, λόγω του φαινομένου του ατμοσφαιρικού κυματοδηγού που δημιουργείται στο επίπεδο των συχνοτήτων VLF, ανάλογα συστήματα επικοινωνιών, θα μπορούν να επιτρέπουν την επικοινωνία μεταξύ επίγειων τμημάτων με φωνή ή κείμενο από την μία άκρη του πλανήτη στην άλλη.

Βέβαια, μέχρι σήμερα έχουν χρησιμοποιηθεί οι παραπάνω συχνότητες, με τις κλασικές μεθόδους με μεγάλο όμως κόστος για κατασκευή δομών εκπομπής. Επειδή  τα μεγάλα μήκη κύματος απαιτούν και ψηλότερες κεραίες, κατασκευάσθηκαν στο παρελθόν τεράστιοι πύργοι κεραιών ύψους εκατοντάδων μέτρων, για να μπορούν να στείλουν μήνυμα σε μεγάλες αποστάσεις. 

Με το πρόγραμμα ΑΜΕΒΑ, επιδιώκεται η κατασκευή όχι απλά μικρών, αλλά ατομικών φορητών κεραιών, με τις οποίες οι μαχητές είτε στην ξηρά είτε στην θάλασσα, είτε βαθιά στο έδαφος, θα μπορούν να επικοινωνούν  μεταξύ τους, με τη βάση τους ή με άλλα μέσα υποστήριξης.  Το νέο σύστημα δεν θα στηρίζεται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα και ενισχυτές ισχύος για τη δημιουργία ηλεκτρικών ταλαντώσεων που μέσω των κεραιών δημιουργούν ραδιοκύματα. Οι νέου τύπου κεραίες VLF, ULF θα παράγουν σήματα με υλικά κινούμενα μηχανικά, που θα δημιουργούν ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.

Η ιδέα είναι απλή!  Για παράδειγμα, αν πάρουμε ένα μαγνήτη ή έναν  ηλεκτρίτη (δηλαδή ένα μονωτικό υλικό , όπως ένα κύλινδρο χαλαζία (διοξείδιο του πυριτίου) στον οποίο τα αρνητικά και τα θετικά ηλεκτρικά φορτία είναι μόνιμα χωρισμένα και δημιουργούν ένα ηλεκτρικό δίπολο) και τον κινήσουμε με τέτοιο ρυθμό, ώστε να δημιουργούνται συχνότητες ULF και VLF. Το πρόβλημα που ζητά τη λύση του, είναι πώς θα μπορέσουμε να κατασκευάσουμε ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία  με κατασκευές μικρότερου όγκου και βάρους και με τις μικρότερες απαιτήσεις ενέργειας, που έχουν επιτευχθεί έως τώρα. Αυτό σημαίνει καινοτομίες στην κατασκευή υλικών και ηλεκτριτών, δηλαδή στην χημική σύνθεση, στη σχεδίαση και στην μηχανολογία.

Εδώ πλέον επεμβαίνει η ιδιωτική πρωτοβουλία και η καινοτομία αναζητείται μέσα από διαδικασίες διαγωνισμού. Η DARPA, είχε σχεδιάσει σαν ημέρα υποβολής προτάσεων τις 6 Ιανουαρίου του 2017, αφού είχε αναρτήσει σε ικανό χρονικό διάστημα πριν, την προκήρυξη για την υποβολή προτάσεων. Θα δείξει!

Πάντως οι υποβρύχιες επικοινωνίες, που ήταν και ... θέμα διπλωματικής εργασίας από φοιτήτριες σε κάποιο εκπαιδευτικό μας ίδρυμα στο παρελθόν, απασχολούν πολύ τους βατραχανθρώπους και από εδώ και από ..εκεί! 

Ανιχνευτής