Co za śmieszne pytanie? „Jak skontaktować się z łodzią podwodną”
Zdobądź telefon satelitarny i zadzwoń. Komercyjne systemy łączności satelitarnej, takie jak INMARSAT lub Iridium, pozwalają dzwonić na Antarktydę bez wychodzenia z moskiewskiego biura. Jedyną wadą jest wysoki koszt połączenia, jednak MON i Roskosmos na pewno mają wewnętrzne „programy korporacyjne” ze znacznymi rabatami…
Rzeczywiście, w dobie Internetu, Glonassa i bezprzewodowych systemów transmisji danych problem komunikacji z okrętami podwodnymi może wydawać się bezsensownym i niezbyt dowcipnym żartem - jakie problemy mogły być 120 lat po wynalezieniu radia?
Problem jest jednak tylko jeden – łódź, w przeciwieństwie do samolotów i statków nawodnych, porusza się w głębinach oceanu i w ogóle nie reaguje na sygnały wywoławcze konwencjonalnych radiostacji HF, VHF, DV – słona woda morska, będąca doskonały elektrolit, niezawodnie tłumi wszelkie sygnały.
Cóż… w razie potrzeby łódź może wynurzyć się na głębokość peryskopową, wysunąć antenę radiową i przeprowadzić sesję komunikacyjną z brzegiem. Czy problem został rozwiązany?
Niestety, nie wszystko jest takie proste - nowoczesne statki o napędzie atomowym mogą być zanurzone przez wiele miesięcy, tylko od czasu do czasu wynurzają się na powierzchnię, aby przeprowadzić zaplanowaną sesję komunikacyjną. Główne znaczenie pytania polega na niezawodnym przekazywaniu informacji z brzegu do łodzi podwodnej: czy naprawdę trzeba czekać dzień lub dłużej na nadanie ważnego rozkazu - do następnej sesji komunikacyjnej w harmonogramie?
Innymi słowy, na początku wojny nuklearnej okręty podwodne z pociskami rakietowymi mogą być bezużyteczne - podczas gdy na powierzchni szaleją bitwy, łodzie będą nadal cicho wypisywać „ósemki” w głębinach oceanów, nieświadome tragicznych wydarzeń miejsce „powyżej”. Ale co z naszym odwetowym atakiem nuklearnym? Po co nam morskie siły nuklearne, jeśli nie można ich użyć na czas?
Jak nawiązać kontakt z łodzią podwodną czającą się na dnie morza?
Pierwsza metoda jest dość logiczna i prosta, jednocześnie bardzo trudna do wdrożenia w praktyce, a zasięg działania takiego systemu pozostawia wiele do życzenia. Mowa o komunikacji podwodnej – fale akustyczne w przeciwieństwie do elektromagnetycznych rozchodzą się w środowisku morskim znacznie lepiej niż w powietrzu – prędkość dźwięku na głębokości 100 metrów to 1468 m/s!
Pozostaje tylko zainstalować na dnie potężne hydrofony lub ładunki wybuchowe – seria wybuchów w określonym odstępie czasu jednoznacznie wskaże okrętom podwodnym potrzebę wynurzenia się na powierzchnię i odebrania ważnego szyfru drogą radiową. Metoda nadaje się do operacji w strefie przybrzeżnej, ale nie będzie można „wykrzyczeć” Pacyfiku, w przeciwnym razie wymagana moc eksplozji przekroczy wszelkie rozsądne granice, a powstała fala tsunami zmyje wszystko z Moskwy do Nowego Jorku.
Oczywiście wzdłuż dna można ułożyć setki i tysiące kilometrów kabli – do hydrofonów zainstalowanych w miejscach, gdzie najprawdopodobniej znajdują się strategiczne nośniki rakiet i wielozadaniowe atomowe okręty podwodne… Ale czy jest inne, bardziej niezawodne i skuteczne rozwiązanie?
Der Goliat. Lęk wysokości
Nie da się obejść praw natury, ale są wyjątki od każdej z zasad. Powierzchnia morza nie jest przezroczysta dla fal długich, średnich, krótkich i ultrakrótkich. Jednocześnie ultradługie fale, odbijane od jonosfery, z łatwością rozchodzą się po horyzoncie na tysiące kilometrów i są w stanie przeniknąć w głąb oceanów.
Znaleziono wyjście - system komunikacji na superdługich falach. I nietrywialny problem komunikacji z okrętami podwodnymi został rozwiązany!
Ale dlaczego wszyscy radioamatorzy i radioeksperci siedzą z tak ponurym wyrazem twarzy?
Zależność głębokości penetracji fal radiowych od ich częstotliwości
VLF (bardzo niska częstotliwość) - bardzo niskie częstotliwości
ELF (extremely low frequency) - ekstremalnie niskie częstotliwości
Fale ultradługie - fale radiowe o długości fali większej niż 10 kilometrów. W tym przypadku interesuje nas zakres bardzo niskich częstotliwości (VLF) w zakresie od 3 do 30 kHz, tzw. „Fale myriametrowe”. Nawet nie próbuj szukać tego zasięgu w swoich radiostacjach - do pracy z bardzo długimi falami potrzebne są anteny o niesamowitych wymiarach, wielokilometrowych - żadna z cywilnych radiostacji nie działa w zakresie "fal myriametrowych".
Ogromne wymiary anten są główną przeszkodą w tworzeniu stacji radiowych VLF.
A jednak badania w tej dziedzinie prowadzono w pierwszej połowie XX wieku - ich efektem był niesamowity Der Goliath ("Goliat"). Kolejny przedstawiciel niemieckiej „wunderwaffe” – pierwszej na świecie stacji radiowej o bardzo długich falach, stworzonej w interesie Kriegsmarine. Sygnały z „Goliata” śmiało odbierały okręty podwodne w rejonie Przylądka Dobrej Nadziei, a fale radiowe emitowane przez supernadajnik mogły przeniknąć do wody na głębokość 30 metrów.
Wymiary pojazdu w porównaniu z podporą „Goliath”
Widok „Goliata” jest niesamowity: antena nadawcza VLF składa się z trzech części parasolowych zamontowanych wokół trzech środkowych słupów o wysokości 210 metrów, rogi anteny są zamocowane na piętnastu masztach kratowych o wysokości 170 metrów. Każdy arkusz anteny składa się z kolei z sześciu regularnych trójkątów o boku 400 m i jest systemem stalowych linek w ruchomej aluminiowej powłoce. Wstęga anteny jest napinana 7-tonowymi przeciwwagami.
Maksymalna moc nadajnika to 1,8 megawata. Zakres pracy 15 - 60 kHz, długość fali 5000 - 20 000 m. Szybkość transmisji danych - do 300 bit/s.
Wiosną 1943 roku zakończono instalację wspaniałej radiostacji na przedmieściach Kalbe. Przez dwa lata „Goliat” służył w interesie Kriegsmarine, koordynując działania „watahy” na rozległym Atlantyku, aż do kwietnia 1945 r. „obiekt” nie został zdobyty przez wojska amerykańskie. Po pewnym czasie teren przeszedł pod kontrolę administracji sowieckiej – stacja została natychmiast rozebrana i wywieziona do ZSRR.
Przez sześćdziesiąt lat Niemcy zastanawiali się, gdzie Rosjanie ukryli Goliata. Czy ci barbarzyńcy umieścili na paznokciach arcydzieło niemieckiej myśli projektowej?
Tajemnica została ujawniona na początku XXI wieku - niemieckie gazety wychodziły z głośnymi nagłówkami: „Sensacja! Znaleziono Goliata! Stacja nadal działa!”
Wysokie maszty „Goliata” wzbiły się w rejonie Kstowskim w obwodzie Niżnym Nowogrodzie, w pobliżu wsi Drużny - tam nadawany jest supernadajnik trofeów. Decyzję o przywróceniu „Goliata” podjęto już w 1949 roku, pierwsze wietrzenie odbyło się 27 grudnia 1952 roku. A teraz od ponad 60 lat legendarny „Goliat” strzeże naszej Ojczyzny, zapewniając łączność z okrętami podwodnymi Marynarki Wojennej zanurzającymi się pod wodę, będąc jednocześnie nadajnikiem dokładnej służby czasu „Beta”.
Pod wrażeniem możliwości „Goliata” radzieccy specjaliści nie poprzestali na tym i rozwinęli niemieckie idee. W 1964 r., 7 km od miasta Wilejka (Republika Białorusi), zbudowano nową, jeszcze bardziej okazałą stację radiową, lepiej znaną jako 43. centrum łączności Marynarki Wojennej.
Dziś radiostacja VLF pod Wilejką, wraz z kosmodromem Bajkonur, bazą marynarki wojennej w Sewastopolu, bazami na Kaukazie iw Azji Środkowej, należy do działających zagranicznych obiektów wojskowych Federacji Rosyjskiej. W centrum łączności Wilejka służy około 300 oficerów i podoficerów rosyjskiej marynarki wojennej, nie licząc cywilnych obywateli Białorusi. Zgodnie z prawem obiekt nie ma statusu bazy wojskowej, a terytorium radiostacji zostało przekazane Rosji do bezpłatnego użytku do 2020 roku.
Główną atrakcją 43. centrum łączności rosyjskiej marynarki wojennej jest oczywiście nadajnik radiowy VLF Antey (RJH69), stworzony na obraz i podobieństwo niemieckiego Goliata. Nowa stacja jest znacznie większa i doskonalsza od przechwyconego sprzętu niemieckiego: wysokość podpór środkowych wzrosła do 305 m, wysokość bocznych masztów kratowych osiągnęła 270 metrów. Oprócz anten nadawczych na obszarze 650 hektarów znajduje się szereg obiektów technicznych, w tym dobrze chroniony podziemny bunkier.
43. centrum łączności rosyjskiej marynarki wojennej zapewnia łączność z atomowymi okrętami podwodnymi w pogotowiu na wodach Oceanu Atlantyckiego, Indyjskiego i północnego Pacyfiku. Oprócz swoich głównych funkcji, gigantyczny kompleks antenowy może być wykorzystywany w interesach Sił Powietrznych, Strategicznych Sił Rakietowych, Sił Kosmicznych Federacji Rosyjskiej, a Antey jest również wykorzystywany do elektronicznego rozpoznania i wojny elektronicznej i jest jednym z nadajników precyzyjna usługa czasu Beta.
Potężne nadajniki radiowe „Goliath” i „Antey” zapewniają niezawodną komunikację na bardzo długich falach na półkuli północnej i na dużym obszarze półkuli południowej. Ale co, jeśli obszary patroli bojowych okrętów podwodnych przeniosą się na południowy Atlantyk lub na równikowe szerokości geograficzne Oceanu Spokojnego?
W szczególnych przypadkach Lotnictwo Marynarki Wojennej dysponuje specjalnym wyposażeniem: powtarzalny samolot Tu-142MR „Orel” (klasyfikacja NATO Bear-J) jest integralną częścią systemu sterowania rezerwą morskich sił jądrowych.
Stworzony pod koniec lat 70. na bazie samolotu przeciw okrętom podwodnym Tu-142 (który z kolei jest modyfikacją bombowca strategicznego T-95), Eagle różni się od swojego protoplasta brakiem sprzętu poszukiwawczego - zamiast w pierwszym przedziale ładunkowym znajduje się kołowrotek z holowaną 8600-metrową anteną nadajnika radiowego VLF „Fregat”. Oprócz stacji superdługich fal na pokładzie Tu-142MR znajduje się kompleks urządzeń komunikacyjnych do pracy w konwencjonalnych pasmach fal radiowych (podczas gdy samolot jest w stanie pełnić funkcje potężnego przemiennika HF nawet bez podnoszenia powietrze).
Wiadomo, że na początku lat 2000. kilka pojazdów tego typu znajdowało się jeszcze w 3. eskadrze 568. gwardii. mieszany pułk lotnictwa Floty Pacyfiku.
Oczywiście użycie powtarzalnych samolotów to nic innego jak wymuszona (zapasowa) półśrodek - w przypadku rzeczywistego konfliktu Tu-142MR może być łatwo przechwycony przez samoloty wroga, w dodatku samoloty krążące w pewnym Square demaskuje okręt podwodny i wyraźnie wskazuje przeciwnikowi pozycję okrętu podwodnego.
Marynarze potrzebowali wyjątkowo niezawodnych środków, aby na czas przekazywać rozkazy przywództwa wojskowo-politycznego kraju dowódcom atomowych okrętów podwodnych podczas patroli bojowych w dowolnym zakątku Oceanu Światowego. W przeciwieństwie do ultradługich fal, które wnikają w słup wody tylko na kilkadziesiąt metrów, nowy system komunikacji powinien zapewniać niezawodny odbiór komunikatów alarmowych na głębokości 100 metrów lub większej.
Tak… przed sygnalizatorami pojawił się bardzo, bardzo nietrywialny problem techniczny.
ZEUS
… Na początku lat 90. naukowcy z Uniwersytetu Stanforda (Kalifornia) wydali szereg intrygujących wypowiedzi dotyczących badań w dziedzinie inżynierii radiowej i transmisji radiowej. Amerykanie byli świadkami niezwykłego zjawiska – naukowe urządzenia radiowe znajdujące się na wszystkich kontynentach Ziemi regularnie, w tym samym czasie, rejestrują dziwne, powtarzalne sygnały z częstotliwością 82 Hz (lub, w bardziej znanym nam formacie, 0 000 082). MHz). Wskazana częstotliwość odnosi się do zakresu ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF), w tym przypadku długość fali monstrualnej wynosi 3658,5 km (jedna czwarta średnicy Ziemi).
16-minutowa transmisja "ZEUSA" nagrana 08.12.2000 o godzinie 08:40 UTC
Szybkość transmisji dla jednej sesji to trzy znaki co 5-15 minut. Sygnały pochodzą bezpośrednio ze skorupy ziemskiej - naukowcy mają mistyczne przeczucie, że sama planeta do nich przemawia.
Mistycyzm to los średniowiecznych obskurantystów, a zaawansowani Jankesi od razu domyślili się, że mają do czynienia z niesamowitym nadajnikiem ELF, znajdującym się gdzieś po drugiej stronie Ziemi. Gdzie? Jest jasne, gdzie - w Rosji. Wygląda na to, że ci szaleni Rosjanie „zwarli” całą planetę, używając jej jako gigantycznej anteny do przesyłania zaszyfrowanych wiadomości.
Tajny obiekt „ZEUS” znajduje się 18 kilometrów na południe od lotniska wojskowego Siewieromorsk-3 (Półwysep Kolski). Na mapie Google Maps wyraźnie widoczne są dwie polany (po przekątnej), ciągnące się przez las-tundrę przez dwie dziesiątki kilometrów (liczne źródła internetowe wskazują długość linii na 30, a nawet 60 km), dodatkowo techniczne budynki, budowle, drogi dojazdowe i dodatkowa 10-kilometrowa polana na zachód od dwóch głównych linii.
Polany z „karmicielami” (rybacy od razu zgadną, o czym mówią), czasami mylone z antenami. W rzeczywistości są to dwie gigantyczne „elektrody”, przez które napędzane jest wyładowanie elektryczne o mocy 30 MW. Antena to sama planeta Ziemia.
Wybór tego miejsca do instalacji systemu tłumaczy się niską przewodnością lokalnej gleby - przy głębokości otworów kontaktowych 2-3 km impulsy elektryczne wnikają głęboko w trzewia Ziemi, przenikając przez planetę i Poprzez. Impulsy gigantycznego generatora ELF są wyraźnie rejestrowane nawet przez stacje naukowe na Antarktydzie.
Prezentowany układ nie jest pozbawiony wad – pokaźnych rozmiarów i wyjątkowo niskiej wydajności. Pomimo ogromnej mocy nadajnika, moc wyjściowa to zaledwie kilka watów. Ponadto odbiór tak długich fal wiąże się również ze znacznymi trudnościami technicznymi.
Odbieranie sygnałów z „Zeusa” odbywa się przez okręty podwodne w ruchu na głębokości 200 metrów do holowanej anteny o długości około jednego kilometra. Ze względu na wyjątkowo niską prędkość transmisji danych (jeden bajt na kilka minut) system ZEUS jest oczywiście wykorzystywany do przesyłania najprostszych zakodowanych komunikatów, na przykład: „Wynurzyć się na powierzchnię (zwolnić beacon) i odsłuchać komunikat za pośrednictwem łączności satelitarnej”.
W trosce o sprawiedliwość należy zauważyć, że po raz pierwszy taki schemat powstał w Stanach Zjednoczonych podczas zimnej wojny – w 1968 r. zaproponowano projekt tajnego obiektu marynarki wojennej o kryptonimie Sanguine („Optymistyczny”) – Yankees zamierzali przekształcić 40% obszaru leśnego Wisconsin w gigantyczny nadajnik składający się z 6000 mil podziemnych kabli i 100 wysoce chronionych bunkrów, w których mieścił się sprzęt pomocniczy i generatory prądu. Zgodnie z zamysłem twórców system był w stanie wytrzymać eksplozję nuklearną i zapewnić pewną transmisję sygnału ataku rakietowego na wszystkie nuklearne okręty podwodne marynarki wojennej USA w dowolnym obszarze oceanów.
Amerykański nadajnik ELF (Clam Lake, Wisconsin, 1982)
W latach 1977-1984 projekt został zrealizowany w mniej absurdalnej formie w postaci systemu Seafarer, którego anteny znajdowały się w Clam Lake (Wisconsin) oraz w Sawyer Air Force Base (Michigan). Częstotliwość pracy amerykańskiej instalacji ELF wynosi 76 Hz (długość fali 3947, 4 km). Moc nadajnika marynarskiego - 3 MW. System został wycofany ze służby bojowej w 2004 roku.
Obecnie obiecującym kierunkiem rozwiązania problemu komunikacji z okrętami podwodnymi jest zastosowanie laserów o niebiesko-zielonym spektrum (0,42-0,53 mikrona), których promieniowanie z najmniejszymi stratami pokonuje środowisko wodne i przenika na głębokość 300 metrów. Oprócz oczywistych trudności z precyzyjnym pozycjonowaniem wiązki, „przeszkodą” w tym schemacie jest wysoka wymagana moc emitera. Pierwsza opcja przewiduje użycie satelitów-przemienników z dużymi odblaskowymi reflektorami. Opcja bez wzmacniacza zapewnia potężne źródło energii na orbicie - do zasilania lasera o mocy 10 W potrzebna jest elektrownia o mocy dwa rzędy wielkości wyższej.
Podsumowując, należy zauważyć, że rosyjska marynarka wojenna jest jedną z dwóch flot na świecie, która dysponuje pełnym zestawem morskich sił nuklearnych. Oprócz wystarczającej liczby nośników, pocisków i głowic, w naszym kraju prowadzono poważne badania w zakresie tworzenia systemów komunikacji z okrętami podwodnymi, bez których morskie strategiczne siły nuklearne stracą swoje złowieszcze znaczenie.
„Goliat” podczas II wojny światowej
Samolot sterowniczy i komunikacyjny Boeing E-6 Mercury, element zapasowego systemu łączności dla atomowych okrętów podwodnych z pociskami balistycznymi (SSBN) US Navy
