Sualtı kulakları her yerde
(computer.rip)- Titan kazasında ABD Donanması’nın rolü, sualtı uzaktan algılama ve IUSS’nin sınırları birlikte ele alındığında anlaşılabilir; Donanma’nın 4 gün boyunca kesin bilgiyi sakladığı suçlaması pek ikna edici değil
- Denizaltı araçları su altında kablosuz iletişim kurmakta zorlandığı için Titan gibi derin deniz dalış araçları, yüzeydeki destek gemisiyle akustik modem üzerinden haberleşir
- SOSUS/IUSS, denizaltı kablolarına dayalı hidrofon dizilerinden doğdu; Soğuk Savaş döneminde denizaltı gözetimi ve deniz biyolojisi araştırmalarında kullanılan bir sisteme dönüştü
- Titan’ın içe çökme sesi IUSS verilerinde algılanmış ve konumu tahmin edilmiş olabilir; ancak askeri denizaltılardan farklı boyutu ve yapısı nedeniyle akustik imza güvenilirliği düşük kalmış olabilir
- ROV Pelagic Odysseus 6k’nin 22 Haziran’da olay yerine ulaştıktan yaklaşık 5 saat sonra enkazı bulması, Donanma’nın olası tespit konumunun arama ekibine iletilmiş olabileceği ihtimaliyle örtüşüyor
Sualtı iletişimi ve sesin fiziksel kısıtları
- Denizaltılar ve dalış araçlarının tespiti zordur; bu askeri açıdan bir avantaj olsa da derin deniz turizmi gibi sivil operasyonlarda güvenlik sorunlarına yol açabilir
- Deniz suyu radyo sinyallerini hızla zayıflatır; frekans düşürüldüğünde bile sınırlar devam eder
- ABD Donanması’nın VLF sistemi bile ancak denizaltı yüzeye görece yakın olduğunda veya yüzeye yakın bir tel anten kullandığında sinyal alabilir
- VLF sinyalleri deniz suyunda yalnızca yaklaşık 40 m derine nüfuz eder
- ELF birkaç yüz metreye kadar daha iyi nüfuz eder, ancak tesis kurma ve işletme maliyetleri çok yüksektir ve alıcı antenler büyüktür; bu yüzden ABD Donanması ELF altyapısını 2004’te emekliye ayırdı
- Titan gibi dalış araçları, yüzeydeki destek gemisiyle akustik modem üzerinden iletişim kurar
- Bu yöntem güvenilirdir, ancak bit aktarım hızı çok düşüktür; bu nedenle kullanım çoğunlukla metin mesajlarıyla sınırlıdır
- Derin deniz petrol aramalarında da benzer teknoloji kullanılır ve Titan’ın veri bağlantısı için ticari bir ürün kullanmış olması muhtemeldir
- Su altında en iyi yayılan şey sestir; su yüzeyinin üstüne kıyasla çok daha uzağa gider ve derinlik arttıkça daha avantajlı hale gelir
Aktif sonar ve pasif sonar
- Sesle denizaltı tespit etme ve konum kestirme yöntemi yaygın olarak sonar adıyla bilinir
- I. Dünya Savaşı sırasında denizaltı savunma gemilerinin yansıyan sesi kullanarak hemen altlarındaki denizaltıları tespit etmesi, erken dönemin tipik kullanımlarından biridir
- Yansıyan sesi almak için ses gönderen yöntem aktif sonardır
- Yakındaki denizaltıları bulmada etkilidir
- Ancak ses yaymak sonar ekipmanının varlığını ele verir; yeterli alıcı ekipman varsa konumu da açığa çıkabilir
- Denizaltı savunma gemileri, çevredeki denizaltılara kendi varlıklarını bildirme sorunu nedeniyle aktif sonarı düzenli kullanmayı görece hızlı biçimde bıraktı
- Daha çok tercih edilen yöntem, sualtı araçlarının doğal olarak çıkardığı sesleri dinleyen pasif sonardır
- Yönlü hidrofonlarla denizaltı pervanesi gürültüsü duyulabilir
- Hidrofon döndürülüp genliğin en yüksek olduğu yön bulunursa denizaltının kerteri elde edilebilir
- Bu temel ilke bugün de denizaltı avcılığının merkezindedir; alıcı ekipmanlar ise çok daha güçlü ve otomatik hale gelmiştir
- Denizaltıların sessizliği süregelen bir silahlanma yarışının konusudur
- Büyük gürültü kaynaklarından biri pervane çevresindeki kavitasyondur (cavitation)
- Geçmişte modern ABD denizaltılarının düşük gürültülü pervane tasarımları gizliydi ve denizaltılar sudan çıkarıldığında pervanelerin örtülerle kapatıldığı söylenir
SOSUS’tan IUSS’ye evrilen deniz tabanı gözetim ağı
- Uzun vadeli deniz egemenliği sağlamak için gemiler veya uçaklardan bırakılan şamandıraların yanı sıra savunma hattı gibi çalışan kalıcı hidrofonlar yerleştirmek de yararlıdır
- 1950’lerde AT&T, denizaltı kabloları ve akustik elektronik teknolojilerini kullanarak deniz tabanı gözetim sistemi tasarladı
- Denizaltı kabloları boyunca büyük hidrofon dizileri kuruldu
- Algılanan sesler waterfall diyagramları olarak çıktılanıyor, istihbarat analistleri deniz canlıları, jeolojik olaylar ve gemi seslerini deneyim ve tahminle ayırt ediyordu
- Bu sistem SOSUS (Sound Surveillance System) olarak adlandırıldı ve 1991’e kadar gizli tutuldu
- Soğuk Savaş döneminin en önemli askeri istihbarat sistemlerinden biriydi
- Ayrıntıları bilen deniz personeli az olduğundan, savaş gemisi mürettebatı SOSUS’tan gelen kısa ve ayrıntısız istihbarat mesajlarını bazen kafa karıştırıcı ve güvenmesi zor buluyordu
- 1960’larda SOSUS, uzun kablo dizileri üzerine yerleştirilmiş yüzlerce ayrı hidrofondan oluşuyordu
- Kablolar kıyıdaki yüksek güvenlikli terminal tesislerine bağlanıyordu
- Donanma bu tesisleri belirsiz araştırma işleri için kullanıldığı yönündeki örtü açıklamalarla gizledi
- Sonraki onyıllarda bilgisayarlar akustik imza tespiti ve sınıflandırmasında kullanılmaya başlandı
- Erken otomasyon, ordu ve Bell Laboratories’in sinyal işleme ve örüntü eşleme Ar-Ge çalışmalarını hızlandırdı
- Modern makine öğrenmesi alanı için erken örnekler oluşturdu
- Bilgisayar ve iletişim teknolojilerindeki ilerleme dizilerin uzaktan kontrolünü mümkün kıldı; personel ihtiyacı azaldı ve birçok donanma terminal tesisi kapatıldı
- 1984’te SOSUS’un adı IUSS (Integrated Underwater Surveillance System) olarak değiştirildi
- Bu, artan otomasyonun yanı sıra suüstü gemilerinin de sisteme dahil edilmesini yansıtıyordu
- Başlangıçta USNS Stalwart ve USNS Worthy, algılama menzilini genişletmek veya şüpheli hedeflerin konumunu daha hassas belirlemek için mobil IUSS dizileri olarak görev yaptı
- IUSS, 1991’de gizliliği kaldırıldıktan sonra bilimsel araştırmalarla birlikte kullanılan çift kullanımlı bir sistem haline geldi
- Deniz biyolojisinde hidrofon verilerinin başlıca kaynaklarından biridir
- Günümüzde IUSS denizaltıları ve balinaları otomatik olarak tespit edip sınıflandırır
Denizaltı kazalarının tespiti ve Titan araması
- Pasif sonar sistemlerinin denizaltı kazalarını tespit edebildiği iyi bilinir
- 1968’de Sovyet denizaltısı K-129’un kaybı SOSUS tarafından algılandı
- SOSUS’un konum tahmini, Hughes Glomar Explorer’ın K-129’u çıkarma operasyonuna yardımcı oldu
- 1968’de dört denizaltı tüm mürettebatıyla kaybedildi; SOSUS verileri en az iki denizaltının, Sovyet K-129 ve Amerikan Scorpion’un konumunu belirlemede kullanıldı
- Titan’ın 18 Haziran’da kaybolduğu tahmin ediliyor; deniz tabanında bulunması ise 22 Haziran’da oldu
- Enkaz bulunduktan sonra Donanma, IUSS’nin içe çökmeyi algıladığını ve konumunu tahmin ettiğini açıkladı
- Donanma’nın Titan’ın akıbetini kesin olarak bilmesine rağmen 4 gün sakladığı yönündeki suçlama, uzaktan algılamanın çalışma biçimiyle uyuşmuyor
- Modern gerçek zamanlı uzaktan algılamada eyleme geçirilebilir bilgi, çoğunlukla büyük veri yığınları içinde önemli olayları tanıyan makine öğrenmesi ve sınıflandırma sistemlerinden gelir
- Bu tür sistemlerin doğal veya yapay olarak oluşturulmuş olay örnekleriyle eğitilmesi gerekir
- Donanma istihbaratında modern gemilerin akustik imzalarını toplamak, IUSS’nin bunları doğru tanımlayabilmesi için başlıca ilgi alanlarından biridir
- Bir başka yöntem, geçmiş verilerin insanlar tarafından yeniden incelenmesi anlamına gelen geriye dönük analizdir
- Otomasyonun olay anında sınıflandıramadığı bir olay bile, yeni imza bilgisi ortaya çıktığında sonradan tespit edilebilir
- Çin keşif balonu örneğinde olduğu gibi, imza bilgisi toplandıktan sonra geçmişteki olaylar ek olarak ortaya çıkarılabilir
- Okyanus; yaban hayatı, jeolojik süreçler, ticari deniz taşımacılığı ve donanma operasyonları gibi pek çok gürültüyle doludur; Donanma’nın su altındaki her sesi titizlikle incelemesi zordur
- Donanma’nın Titan’ın kaybolduğunu öğrendikten sonra, akıbetine işaret edebilecek bir sinyal bulmak için IUSS verilerini geriye dönük analiz etmiş olması muhtemeldir
- Büyük bir sesi algılayıp kaynağını Titanic enkazı yakınlarında konumlandırmış olabilir
- Bu, Titan’ın ilk kayıp bildiriminden görece kısa süre sonra gerçekleşmiş olabilir
Düşük güvenilirlik, kamuya açıklamadaki gecikme ve güncel gözetim sistemi
- İlk sınırlama, Titan’ın yeni ve alışılmadık yapıda bir dalış aracı olmasıydı
- Donanma, kazara kaybettiği askeri denizaltılardan ve en az bir kez akustik kayıt almak amacıyla bilinçli olarak torpido saldırısına uğrattığı Sterlet denizaltısından içe çökme akustik imzaları hakkında bir miktar bilgiye sahipti
- Ancak Titan, askeri denizaltılardan boyut ve yapı olarak çok farklıydı; bu yüzden bilinen felaket kaybı akustik imzalarını uygulamakta büyük belirsizlik olması muhtemeldi
- Su altında içe çöken denizaltıların toplam örnek sayısı zaten çok azdır; Titan’a benzer boyut ve yapıda bir örnek yoktu
- Arama-kurtarma sürecinde “kurtarılamayacak şekilde kaybedildiğini düşünüyoruz” türünden belirsiz bilgileri kamuya açıklamakta dikkatli olmak gerekir
- Böyle bir açıklama, aramayı sonlandırma baskısı yaratarak çalışmaları engelleyebilir
- Ailelerin ve yakınların durumunu daha da kötüleştirebilir
- Sahil Güvenlik’in başka bir pasif sonar sisteminde olası vurma sesleri algılandığını açıklamasının ardından, muhtemelen ilgisiz bir akustik imzaya dayanarak aşırı haber yapılması buna bir örnektir
- Donanma’nın gizliliği korumak için tespit bilgisini arama ekibinden sakladığı suçlaması arama zaman çizelgesiyle uyuşmuyor
- SOSUS ve yetenekleri onyıllardır kamuoyu tarafından yaygın biçimde biliniyordu
- Arama bölgesi, geçmişte kamuya açık SOSUS algılama menzili tahminlerinin içindeydi
- Derin deniz keşfi yapabilen ilk arama aracı ROV Pelagic Odysseus 6k, 22 Haziran sabahı olay yerine ulaştı
- Yaklaşık 5 saat sonra enkazı buldu
- Yalnızca inişin bile 1 saatten fazla sürmüş olabileceği düşünülürse, zorlu deniz tabanı ortamında bu çok hızlı bir buluştu
- Enkaz Titanic yakınındaydı; ancak Titanic enkaz alanı geniştir ve tamamını aramak saatler sürebilirdi
- Odysseus aramaya başladığında Donanma’dan olası içe çökme konumu hakkında bir ipucu almış olması kuvvetle muhtemeldir
- Donanma 4 gün boyunca bilgiyi saklamış değildi; arama ekibinin Donanma’nın olası tespitini fiilen doğrulayabilecek ekipmana sahip olduğu an o zamandı
- WSJ’nin ilk IUSS tespiti haberine göre Donanma, bu bulguyu sahadaki arama komutanına derhal iletti
- Donanma, ulusal güvenlik kaygıları nedeniyle kullanılan belirli sistem adının açıklanmamasını istedi
- Bu, gizli sistemlerin birden fazla adla yönetilmesiyle ve gizli döneminde IUSS adının gizli olmayan raporlarda yanlışlıkla birkaç kez geçmesi geçmişiyle de uyumludur
- Günümüzde IUSS geçmişe göre daha küçük bir sistemdir, ancak teknolojik gelişmeler nedeniyle algılama menzilinin azalmaktan çok artmış olması muhtemeldir
- ABD kıyılarına yakın denizaltı tespitinin başlıca yöntemlerinden biri olmaya devam ediyor
- Denizaltılar nükleer silahların başlıca taşıma araçlarından biri olduğu için önemli bir ilgi konusudur
- IUSS, Donanma’nın kullandığı yarı gizli çeşitli sualtı algılama sistemlerinden biridir
- San Francisco Magnetic Silencing Range ayrı bir sistemdir; ancak Golden Gate’den geçen donanma gemilerinin manyetik alanını sualtı manyetometreleriyle ölçer
- Deniz mayınları çoğu zaman manyetometrelerle tetiklendiğinden, Donanma gemi gövdesinin mıknatıslanmasının belirli bir sınırı aşmamasını sağlar
- Sınır aşılırsa özel donanıma sahip bir donanma iskelesinde degaussing ile manyetikliği giderilebilir
- Marina Green otoparkındaki küçük bina bu sistemin kara tesisiydi; mevcut dizi ise tamamen uzaktan kontrol ediliyor
1 yorum
Hacker News yorumları
Arama-kurtarma çalışmaları sürerken bir deniz aracının geri dönüşü olmayacak şekilde kaybedildiğini düşündüğünü açıklamak akıllıca değil.
Titan kazası sırasında sosyal medyada aynı şeyi birkaç kez söyledim ama pek karşılık bulmadı; ABD Donanması’nın implozyon sesini tespit ettiğini gizlediği yönündeki şüpheler tuhaf gelmişti.
Sinyal analiziyle biraz bile uğraşmış biri belirsizliğin çok büyük olduğunu bilir; Titan’ın belirli bir şekilde yok oluşunu uzaktan kesin olarak tanımlayabileceği fikri en baştan zorlama.
Donanma %100 emin olsa bile, birinin bir ses duyması nedeniyle aileler için yapılan aramanın durdurulmasını istemezsiniz. Denizde kaybolanlar bulunana kadar ya da makul umut kalmayana kadar aranmalı; bu milyarderler için de aynı şekilde geçerli.
Bu hikâyeyi hatırlattı: https://en.wikipedia.org/wiki/Toshiba%E2%80%93Kongsberg_scan...
Toshiba, 1980’lerde 9 eksenli CNC makinelerini Sovyetler Birliği’ne ihraç edemiyordu; çünkü bu ekipman son derece düşük gürültülü denizaltı pervaneleri üretmek için kullanılabilir, hatta gerçekten kullanılması muhtemeldi.
İlgili Asianometry videosu: https://www.youtube.com/watch?v=uaRyqAVIkwI
Makinenin hangi ürünlerin üretiminde kullanılacağı, nükleer patlama faaliyetlerinde veya güvenlik önlemleri olmayan nükleer yakıt döngüsü faaliyetlerinde, nükleer/kimyasal/biyolojik silah kullanımında kullanılmayacağına dair sertifikasyon ve üretilen ürünleri ya da makineyi belirli ülkelerin dışına aktarmak için İsviçre’deki ekonomiyle ilgili bir kurumun onayının alınacağı gibi maddeler vardı; benzer bir his vermişti.
Kablolar, deniz tabanı ve denizaltılar söz konusu olduğunda neredeyse mutlaka akla gelen eğlenceli bir yazı: https://www.wired.com/1996/12/ffglass/
“Mother Earth, Mother Board”, denizaltı kablosu döşeme ve dünyayı kablolama tarihini anlatan bir yazı.
Paywall olmayan sürüm: https://archive.is/ICkHe
Şarkı da tüyler ürpertici derecede iyi.
Biraz konu dışı ama böyle bir kabiliyetle Nord Stream boru hattı patlamaları civarında neler olduğuna dair de epey şey söylenebileceğini düşünüyorum.
ABD’nin bu tür dedektörleri kendi sınırlarının dışında da bulundurduğunu varsaymak makul; böyle bir iddia da görmüştüm: https://www.thenation.com/article/world/nord-stream-pipeline...
Yine de yaklaşık 300 bin dolarınız varsa bunu herkesin yapmış olabileceğini düşünüyorum. O derinlikte patlayıcı yerleştirebilen iş sınıfı ROV’lar deniz tabanı inşaatı ve bakımında yaygın.
Modern Amerikan denizaltılarının düşük gürültülü pervane tasarımının gizli olduğu ve denizaltı su dışındayken kapaklarla örtüldüğü kısmı okuyunca bunun toroidal pervane ya da “uçsuz” pervane olup olmadığını merak ettim
Bu tür tasarımlar türbülansı ve kavitasyonu azaltır: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Toroidal_propeller
Eski HN yazıları da var: https://news.ycombinator.com/item?id=34571282, https://news.ycombinator.com/item?id=33949895
Toroidal pervaneler özellikle açık pervanelerde azaltmayı hedeflediği pervane ucu girdaplarının kavitasyon gürültüsünde etkilidir
https://twitter.com/toughsf/status/1024083748407713792?lang=...
https://www.researchgate.net/publication/302920496_Numerical...
https://www.thedrive.com/the-war-zone/31708/veteran-sonarman...
https://www.globecomposite.com/blog/x-factor-columbia-class-...
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209267821...
Yazıda “IUSS denizaltıları ve wales’leri otomatik olarak tespit edip sınıflandırıyor” denmiş; Britanyalıların bundan haberi var mı?
Aktif sonar, denizaltı aramada onlarca yıldır yeniden kullanılıyor; bu yüzden yazının içeriği eski kalmış
Modern denizaltı savunma gemilerinde düşük frekanslı aktif çekili sonar bulunur; uzun tespit menzili elde etmek için düşük frekans gerekir, çünkü yüksek frekanslar ciddi biçimde sönümlenir
Askerî sonarın deniz memelileri için tehlikeli olduğuna dair haberler gördüyseniz, söz konusu olan tam da bu sistemlerdi. İyi yayılan frekans bandına büyük enerji verilir; bu bant balinaların iletişimi için de en kullanışlı olan banttır
Örnek: https://en.wikipedia.org/wiki/Sonar_2087
Kavitasyon gürültülüdür ama genelde sadece tam hızda giderken oluşur. Günümüzde gerçekten duyulan şey daha çok reaktör tesisi gürültüsüdür
Virginia ve Seawolf gibi Amerikan saldırı nükleer denizaltıları ile gelecek Columbia SSBN’in bir tür haricî pump-jet kullandığı anlaşılıyor. Eskiden geleneksel pervanelerde olduğu gibi su dışındayken üzerlerinin örtülüp örtülmediğini pek bilmiyorum
Daha doğrusu, basıncı artıran bir şroud ile sabit kanatçık düzeneğini entegre eden, klasik denizaltı pervanesinin doğrudan evrimleşmiş hâli olan kanallı bir iticidir. Geleneksel olarak “pump-jet” dendiğinde bir santrifüj pompa unsuru ya da en azından yönlendirme düzeneği bulunduğu varsayılır
X-22’deki kanallı fan gibi bir şeye genelde jet denmez, ama su altında öyle deniyor anlaşılan
https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_X-22
Ortak deniz tatbikatlarında ara sıra komik şeylerin yaşanmasının nedeni de budur. Örneğin HNLMS Walrus’un USS Theodore Roosevelt ve benzerlerini “batırıp” kaçması Amerikan tarafını epey şaşkına çevirmişti
İsveç’in dizel hibrit denizaltılarının neredeyse tespit edilemez olmasının nedeni de aynıdır. Bataryayla hareket ederken bir iki soğutma pompası dışında tesis gürültüsü neredeyse yoktur; o kadar sessizler ki başka donanmalar eğitim amacıyla kiralar
Donanmanın sonradan ‘kaseti’ tekrar dinlediği açıklaması da bana mantıklı gelmiyor. On yıllardır bilgisayarlı sınıflandırma sistemleri işletildiği söylenirken, çok hassas dinleme dizilerinin başka her şeyden tamamen farklı duyulacak yüksek enerjili bir içe çökme sesini tespit edemediğine inanmamız bekleniyor
Cameron, donanmadaki tanıdıklarının içe çökme sesini çok hızlı biçimde duyduklarını kendisine söylediğini belirtti; iletişimle aynı anda telemetrinin de kesilmiş olması zaten bilinen şeyi doğruluyordu. Telemetri ayrı bir dış basınç kabından gelir; onun susması parçalandığı anlamına gelir ve mümkün olan neden yalnızca denizaltı aracının içe çökmesidir
Alışılmadık yapı nedeniyle bunun içe çökme olarak anlaşılamadığı kısmı tamamen varsayım
ABD Donanması’nın implozyon sesini resmen duyduğunu açıklamasının neden geciktiği konusunda aklıma ilk gelen düşünce şuydu:
ABD istihbarat kurumlarının geniş dünyası, özellikle Rusya veya Çin iç iletişim kanallarını dinleyen sinyal istihbaratı ile birlikte düşününce, Titan implozyonu gibi ABD sularına görece yakın bir olayda kartlarını hemen açmadan, başka kimlerin bunu duyduğunu rapor ettiğini dinlemek istemiş olabilirler.
Bir tür üst düzey karşı istihbarat oyunu gibi; kendi ekipmanlarının yakınındaki sularda başka kimlerin ekipman yerleştirdiğini kestirebilirlerdi. Emin değilim ama aklıma ilk gelen buydu; yazıyı da çok keyifli okudum.
MH370’in kaybolmasından beri bunu hep merak etmişimdir. Bir uçak denize düşerse, dalga gibi yüzey gürültüsüne kıyasla duyulabilecek büyük bir suya çarpma/sıçrama sesi çıkar mıydı? O bölgede hidrofonlar var mıydı? Yeterli sinyal işleme ile o sesin konumu bulunabilir miydi? Belki de bunların hepsi zaten yapılmıştır ama yapanlar bunu söyleyemiyordur?
MH370 çok daha geniş bir deniz alanının herhangi bir yerinde olabileceği için bulunması çok daha zor. Yine de enkazın bazı parçaları zaten bulundu [1] ve bunlar kazanın konumunu (35.6°S 92.8°E) tahmin etmek için kullanıldı.
[1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Malaysia_Airlines_Flight_370#M...
https://youtu.be/kd2KEHvK-q8?t=435
https://www.google.com/search?q=MH370%20acoustic