Wat een belachelijke vraag? "Hoe contact opnemen met een onderzeeër"
Koop een satelliettelefoon en bel. Met commerciële satellietcommunicatiesystemen zoals INMARSAT of Iridium kunt u naar Antarctica bellen zonder uw kantoor in Moskou te verlaten. Het enige nadeel zijn de hoge kosten van de oproep, maar het ministerie van Defensie en Roscosmos hebben zeker interne "bedrijfsprogramma's" met aanzienlijke kortingen …
In het tijdperk van internet, Glonass en draadloze datatransmissiesystemen lijkt het probleem van communicatie met onderzeeërs misschien een zinloze en niet erg geestige grap - welke problemen zouden er kunnen zijn, 120 jaar na de uitvinding van de radio?
Maar er is hier slechts één probleem: de boot, in tegenstelling tot vliegtuigen en oppervlakteschepen, beweegt zich in de diepten van de oceaan en reageert helemaal niet op de roepnamen van conventionele HF-, VHF-, DV-radiostations - zout zeewater, dat een uitstekende elektrolyt, dempt op betrouwbare wijze alle signalen.
Wel… indien nodig kan de boot tot periscoopdiepte aan de oppervlakte komen, de radioantenne uitschuiven en een communicatiesessie met de kust voeren. Is het probleem opgelost?
Helaas is niet alles zo eenvoudig - moderne nucleair aangedreven schepen kunnen maandenlang onder water blijven, en komen slechts af en toe naar de oppervlakte om een geplande communicatiesessie uit te voeren. Het belangrijkste belang van de vraag ligt in de betrouwbare overdracht van informatie van de kust naar de onderzeeër: is het echt nodig om een dag of langer te wachten om een belangrijke order uit te zenden - tot de volgende communicatiesessie op de planning?
Met andere woorden, aan het begin van een nucleaire oorlog lopen raketonderzeeërs het risico nutteloos te zijn - terwijl de gevechten aan de oppervlakte woeden, zullen de boten stilletjes "achten" blijven schrijven in de diepten van de oceanen, zich niet bewust van de tragische gebeurtenissen die plaatsvinden. plaats "boven". Maar hoe zit het met onze nucleaire vergeldingsaanval? Waarom hebben we kernwapens op zee nodig als ze niet op tijd kunnen worden ingezet?
Hoe kom je in contact met een onderzeeër die op de zeebodem op de loer ligt?
De eerste methode is vrij logisch en eenvoudig, tegelijkertijd zeer moeilijk te implementeren in de praktijk en het werkbereik van een dergelijk systeem laat veel te wensen over. We hebben het over onderwatercommunicatie - akoestische golven planten zich, in tegenstelling tot elektromagnetische golven, veel beter voort in het mariene milieu dan in de lucht - de geluidssnelheid op een diepte van 100 meter is 1468 m / s!
Het enige dat overblijft is om krachtige hydrofoons of explosieve ladingen op de bodem te installeren - een reeks explosies met een bepaald interval zal de onderzeeërs ondubbelzinnig laten zien dat ze naar de oppervlakte moeten en een belangrijk cijfer per radio ontvangen. De methode is geschikt voor operaties in de kustzone, maar het is niet mogelijk om de Stille Oceaan te "schreeuwen", anders zal de vereiste kracht van de explosies alle redelijke limieten overschrijden, en de resulterende tsunami-golf zal alles uit Moskou wegspoelen naar New York.
Natuurlijk kunnen honderden en duizenden kilometers kabels langs de bodem worden gelegd - naar hydrofoons die zijn geïnstalleerd in gebieden waar strategische raketdragers en multifunctionele nucleaire onderzeeërs het meest waarschijnlijk worden gevonden … Maar is er een andere, betrouwbaardere en effectievere oplossing?
Der Goliath. Hoogtevrees
Het is onmogelijk om de natuurwetten te omzeilen, maar er zijn uitzonderingen op elk van de regels. Het zeeoppervlak is niet transparant voor lange, middellange, korte en ultrakorte golven. Tegelijkertijd verspreiden ultralange golven, gereflecteerd door de ionosfeer, zich gemakkelijk over de horizon over duizenden kilometers en kunnen ze doordringen tot in de diepten van de oceanen.
Er werd een uitweg gevonden - een communicatiesysteem op superlange golven. En het niet-triviale probleem van communicatie met onderzeeërs is opgelost!
Maar waarom zitten alle radioamateurs en radio-experts met zo'n sombere uitdrukking op hun gezicht?
Afhankelijkheid van de penetratiediepte van radiogolven van hun frequentie
VLF (zeer lage frequentie) - zeer lage frequenties
ELF (extreem lage frequentie) - extreem lage frequenties
Ultralange golven - radiogolven met een golflengte van meer dan 10 kilometer. In dit geval zijn we geïnteresseerd in het zeer lage frequentiebereik (VLF) in het bereik van 3 tot 30 kHz, de zogenaamde. "Myriametergolven". Probeer niet eens naar dit bereik te zoeken op uw radio's - om met zeer lange golven te werken, hebt u antennes nodig van verbazingwekkende afmetingen, vele kilometers lang - geen van de civiele radiostations werkt in het "myriametergolf" -bereik.
De monsterlijke afmetingen van de antennes vormen het grootste obstakel voor het creëren van VLF-radiostations.
En toch werd er in de eerste helft van de twintigste eeuw onderzoek op dit gebied gedaan - hun resultaat was de ongelooflijke Der Goliath ("Goliath"). Een andere vertegenwoordiger van de Duitse "wunderwaffe" - 's werelds eerste superlangegolfradiostation, opgericht in het belang van de Kriegsmarine. Signalen van "Goliath" werden vol vertrouwen ontvangen door onderzeeërs in het gebied van Kaap de Goede Hoop, terwijl radiogolven die door de superzender werden uitgezonden tot een diepte van 30 meter in het water konden doordringen.
Voertuigafmetingen in vergelijking met de "Goliath"-ondersteuning
Het uitzicht van de "Goliath" is verbluffend: de VLF-zendantenne bestaat uit drie parapludelen die rond drie centrale palen van 210 meter hoog zijn gemonteerd, de hoeken van de antenne zijn bevestigd op vijftien traliemasten met een hoogte van 170 meter. Elke antenneplaat bestaat op zijn beurt uit zes regelmatige driehoeken met een zijde van 400 m en is een systeem van staalkabels in een beweegbare aluminium schaal. Het antenneweb wordt gespannen met contragewichten van 7 ton.
Het maximale zendvermogen is 1,8 Megawatt. Werkbereik 15 - 60 kHz, golflengte 5000 - 20 000 m. Gegevensoverdrachtsnelheid - tot 300 bit / s.
De installatie van een grandioos radiostation in de buitenwijk Kalbe werd in het voorjaar van 1943 voltooid. Twee jaar lang diende "Goliath" in het belang van de Kriegsmarine en coördineerde hij de acties van "roedels wolven" in de uitgestrekte Atlantische Oceaan, totdat in april 1945 het "object" niet door Amerikaanse troepen werd veroverd. Na enige tijd kwam het gebied onder controle van de Sovjetregering - het station werd onmiddellijk ontmanteld en naar de USSR gebracht.
Zestig jaar lang vroegen de Duitsers zich af waar de Russen de Goliath hadden verstopt. Hebben deze barbaren een meesterwerk van Duitse designgedachte op de nagels gezet?
Het geheim werd onthuld aan het begin van de eenentwintigste eeuw - Duitse kranten kwamen met luide koppen: "Sensatie! Goliath gevonden! Het station is nog steeds operationeel!"
Hoge masten van "Goliath" schoten omhoog in het Kstovsky-district van de regio Nizhny Novgorod, in de buurt van het dorp Druzhny - dit is waar de trofee-superzender uitzendt. De beslissing om "Goliath" te herstellen werd genomen in 1949, de eerste uitzending vond plaats op 27 december 1952. En nu, al meer dan 60 jaar, bewaakt de legendarische "Goliath" ons vaderland, zorgt voor communicatie met de onderzeeërs van de marine die onder water gaan en is tegelijkertijd de zender van de precieze tijddienst "Beta".
Onder de indruk van de capaciteiten van de "Goliath", stopten Sovjet-specialisten daar niet en ontwikkelden Duitse ideeën. In 1964 werd op 7 kilometer van de stad Vileika (Republiek Wit-Rusland) een nieuw, nog grandiozer radiostation gebouwd, beter bekend als het 43e communicatiecentrum van de marine.
Tegenwoordig behoort het VLF-radiostation bij Vileika, samen met de Baikonoer-kosmodroom, de marinebasis in Sevastopol, bases in de Kaukasus en Centraal-Azië, tot de operationele buitenlandse militaire faciliteiten van de Russische Federatie. Ongeveer 300 officieren en onderofficieren van de Russische marine dienen in het Vileika-communicatiecentrum, de burgerburgers van Wit-Rusland niet meegerekend. Juridisch gezien heeft de faciliteit niet de status van een militaire basis en het grondgebied van het radiostation werd tot 2020 voor gratis gebruik naar Rusland overgedragen.
De belangrijkste attractie van het 43e communicatiecentrum van de Russische marine is natuurlijk de VLF-radiozender Antey (RJH69), gemaakt naar het beeld en de gelijkenis van de Duitse Goliath. Het nieuwe station is veel groter en perfecter dan gevangengenomen Duitse apparatuur: de hoogte van de centrale steunen nam toe tot 305 m, de hoogte van de laterale traliemasten bereikte 270 meter. Naast de zendantennes bevinden zich op het grondgebied van 650 hectare een aantal technische constructies, waaronder een goed beschermde ondergrondse bunker.
Het 43e communicatiecentrum van de Russische marine zorgt voor communicatie met nucleaire onderzeeërs in de wateren van de Atlantische, Indische en Noordelijke Stille Oceaan. Naast zijn hoofdfuncties kan het gigantische antennecomplex worden gebruikt in het belang van de luchtmacht, strategische rakettroepen, ruimtetroepen van de Russische Federatie, en wordt Antey ook gebruikt voor elektronische verkenning en elektronische oorlogsvoering en is een van de zenders van de Beta-precisietijdservice.
Krachtige radiozenders "Goliath" en "Antey" zorgen voor betrouwbare communicatie op zeer lange golven op het noordelijk halfrond en over een groot deel van het zuidelijk halfrond. Maar wat als patrouillegebieden voor onderzeeërs verschuiven naar de Zuid-Atlantische Oceaan of de equatoriale breedtegraden van de Stille Oceaan?
Voor speciale gevallen heeft de Naval Aviation speciale uitrusting: het Tu-142MR "Orel" -repeatervliegtuig (NAVO-classificatie Bear-J) is een integraal onderdeel van het reservebesturingssysteem van de nucleaire zeestrijdkrachten.
Gemaakt in de late jaren 1970 op basis van het Tu-142 anti-onderzeeër vliegtuig (dat op zijn beurt een wijziging is van de T-95 strategische bommenwerper), verschilt de Eagle van zijn voorloper door de afwezigheid van zoekapparatuur - in plaats van de eerste laadruimte, er is een haspel met een gesleepte 8600 meter lange antenne van VLF-radiozender "Fregat". Naast het superlangegolfstation bevindt zich aan boord van de Tu-142MR een complex van communicatieapparatuur voor gebruik in conventionele radiogolfbanden (terwijl het vliegtuig in staat is om de functies van een krachtige HF-repeater uit te voeren, zelfs zonder in de lucht).
Het is bekend dat vanaf het begin van de jaren 2000 nog verschillende voertuigen van dit type waren opgenomen in het 3e Squadron van de 568e Garde. gemengd luchtvaartregiment van de Pacific Fleet.
Natuurlijk is het gebruik van repeatervliegtuigen niets meer dan een geforceerde (back-up) maatregel - in het geval van een echt conflict kan de Tu-142MR gemakkelijk worden onderschept door vijandelijke vliegtuigen, bovendien cirkelt het vliegtuig in een bepaalde vierkant ontmaskert de onderzeeërraketdrager en geeft de vijand duidelijk de positie van de onderzeeër aan.
De matrozen hadden een uitzonderlijk betrouwbaar middel nodig om de bevelen van de militair-politieke leiding van het land tijdig door te geven aan de commandanten van nucleaire onderzeeërs op gevechtspatrouilles in elke hoek van de Wereldoceaan. In tegenstelling tot ultralange golven die slechts enkele tientallen meters in de waterkolom doordringen, moet het nieuwe communicatiesysteem zorgen voor een betrouwbare ontvangst van noodberichten op een diepte van 100 meter of meer.
Ja … een zeer, zeer niet-triviaal technisch probleem deed zich voor bij de seingevers.
ZEUS
… In het begin van de jaren negentig deden wetenschappers van Stanford University (Californië) een reeks intrigerende uitspraken over onderzoek op het gebied van radiotechniek en radiotransmissie. De Amerikanen zijn getuige geweest van een ongewoon fenomeen: wetenschappelijke radioapparatuur die zich op alle continenten van de aarde bevindt, neemt regelmatig tegelijkertijd vreemde herhalende signalen op met een frequentie van 82 Hz (of, in een meer bekend formaat voor ons, 0, 000 082 MHz). De aangegeven frequentie verwijst naar het bereik van extreem lage frequenties (ELF), in dit geval is de lengte van de monsterlijke golf 3658,5 km (een kwart van de diameter van de aarde).
16 minuten durende uitzending "ZEUSA" opgenomen op 08.12.2000 om 08:40 UTC
De transmissiesnelheid voor één sessie is drie tekens per 5-15 minuten. Signalen komen rechtstreeks van de aardkorst - onderzoekers hebben het mystieke gevoel dat de planeet zelf met hen praat.
Mystiek is het lot van middeleeuwse obscurantisten, en de gevorderde Yankees vermoedden onmiddellijk dat ze te maken hadden met een ongelooflijke ELF-zender die zich ergens aan de andere kant van de aarde bevond. Waar? Het is duidelijk waar - in Rusland. Het lijkt erop dat deze gekke Russen de hele planeet hebben "kortgesloten" en het als een gigantische antenne hebben gebruikt om versleutelde berichten te verzenden.
Het geheime object "ZEUS" bevindt zich 18 kilometer ten zuiden van het militaire vliegveld Severomorsk-3 (Kola-schiereiland). Op de Google Maps-kaart zijn twee open plekken (diagonaal) duidelijk zichtbaar, die zich twee tientallen kilometers door de bostoendra uitstrekken (een aantal internetbronnen geeft de lengte van de lijnen op 30 of zelfs 60 km aan), daarnaast technische gebouwen, constructies, toegangswegen en een extra open plek van 10 kilometer ten westen van de twee hoofdlijnen.
Glades met "feeders" (vissers raden meteen waar ze het over hebben), soms verward met antennes. In feite zijn dit twee gigantische "elektroden" waardoor een elektrische ontlading van 30 MW wordt aangedreven. De antenne is de planeet Aarde zelf.
De keuze voor deze plaats voor de installatie van het systeem wordt verklaard door de lage geleidbaarheid van de lokale bodem - met een diepte van contactgaten van 2-3 kilometer dringen elektrische impulsen diep door in de ingewanden van de aarde, doordringen de planeet door en door. De pulsen van de gigantische ELF-generator worden duidelijk geregistreerd, zelfs door wetenschappelijke stations op Antarctica.
Het gepresenteerde circuit is niet zonder nadelen - omvangrijke afmetingen en extreem lage efficiëntie. Ondanks het enorme vermogen van de zender is het uitgangsvermogen slechts enkele watt. Bovendien brengt de ontvangst van dergelijke lange golven ook aanzienlijke technische moeilijkheden met zich mee.
Het ontvangen van signalen van "Zeus" wordt uitgevoerd door onderzeeërs in beweging op een diepte van 200 meter naar een gesleepte antenne van ongeveer een kilometer lang. Vanwege de extreem lage gegevensoverdrachtsnelheid (één byte per meerdere minuten), wordt het ZEUS-systeem uiteraard gebruikt om de eenvoudigste gecodeerde berichten te verzenden, bijvoorbeeld: "Kom naar de oppervlakte (laat een baken los) en luister naar het bericht via satellietcommunicatie."
Eerlijkheidshalve moet worden opgemerkt dat voor het eerst een dergelijk plan voor het eerst werd bedacht in de Verenigde Staten tijdens de Koude Oorlog - in 1968 werd een project voorgesteld voor een geheime marinefaciliteit met de codenaam Sanguine ("Optimistic") - de Yankees waren van plan 40% van het bosgebied van Wisconsin om te vormen tot een gigantische zender bestaande uit 6000 mijl aan ondergrondse kabels en 100 goed beschermde bunkers om hulpapparatuur en stroomgeneratoren te huisvesten. Zoals bedacht door de makers, was het systeem bestand tegen een nucleaire explosie en een zelfverzekerde uitzending van een raketaanvalsignaal op alle nucleaire onderzeeërs van de Amerikaanse marine in elk deel van de oceanen.
Amerikaanse ELF-zender (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
In 1977-1984 werd het project in een minder absurde vorm uitgevoerd in de vorm van het Seafarer-systeem, waarvan de antennes zich in Clam Lake (Wisconsin) en op Sawyer Air Force Base (Michigan) bevonden. De werkfrequentie van de Amerikaanse ELF-installatie is 76 Hz (golflengte 3947, 4 km). Zendervermogen zeevarende - 3 MW. Het systeem werd in 2004 uit de strijd gehaald.
Op dit moment is een veelbelovende richting voor het oplossen van het probleem van communicatie met onderzeeërs het gebruik van lasers van het blauwgroene spectrum (0,42-0,53 micron), waarvan de straling met de minste verliezen het aquatische milieu overwint en doordringt tot een diepte van 300 meter. Naast de voor de hand liggende problemen met nauwkeurige bundelpositionering, is het "struikelblok" van dit schema het hoge vereiste vermogen van de zender. De eerste optie voorziet in het gebruik van repeatersatellieten met grote reflecterende reflectoren. De optie zonder repeater zorgt voor een krachtige energiebron in een baan om de aarde - om een 10 W laser van stroom te voorzien, is een energiecentrale nodig met een vermogen dat twee ordes van grootte hoger is.
Concluderend moet worden opgemerkt dat de Russische marine een van de twee vloten ter wereld is met een volledige aanvulling van nucleaire zeestrijdkrachten. Naast een voldoende aantal dragers, raketten en kernkoppen, werd in ons land serieus onderzoek gedaan op het gebied van het creëren van communicatiesystemen met onderzeeërs, zonder welke strategische nucleaire strijdkrachten van de zee hun onheilspellende belang zouden verliezen.
"Goliath" tijdens de Tweede Wereldoorlog
Boeing E-6 Mercury controle- en communicatievliegtuigen, onderdeel van het back-upcommunicatiesysteem voor nucleaire onderzeeërs met ballistische raketten (SSBN) van de Amerikaanse marine
