Kommunikatsioon allveelaevadega

Allikas: Vikipeedia

Kommunikatsioon allveelaevadega erineb tunduvalt teiste sõjaväeüksuste vahelisest kommunikatsioonist. Kuna allveelaevad on eraldiseisvad mobiilsed üksused, võimelised paiknema lähimatest üksustest tuhandete kilomeetrite kaugusele, siis on vajalik kasutada kommunikatsiooniviise, mis tagaks side ka sellistele kaugustele. Raadiolained, mida tavaliselt kasutatakse sidepidamiseks nii pikkade distantside vahel levivad aga vees halvasti, mistõttu nende kasutus on enamasti piiratud hetkedele, kus allveelaev on pinnal. Tänapäeva sõjaallveelaevad on aga võimelised olema vee all kuid. Seetõttu tuleb kasutusele võtta alternatiivsed vahendid nagu helilained, laserkiired ja ülimadala sagedusega raadiolained, mis levivad vees paremini.

Konventsionaalne side[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui allveelaev on veepinnal, nagu tavalised laevad, ei ole sel sidepidamisel piiranguid. Sellistel aegadel on võimalik kasutada kõikvõimalikke raadioside vorme. Kiireks sideks kasutakse ka satelliitsidet, näiteks Ameerika Ühendriikide SSIXS (ingl Submarine Satellite Information Exchange Subsystem System) võimaldab suhelda satelliitide vahendusel[1].

Akustiline side[muuda | redigeeri lähteteksti]

Allveemikrofon

Levinuim viis allveelaevadega suhtlemiseks on kasutada helilaineid. Heli levib vee all väga kaugele ja võimaldab suhelda väga pikkade distantside vahel. Helikommunikatsiooniks on vaja veealust kõlarit ja tundlikke mikrofone. Heli vastuvõtmist segab allveelaeva enda tekitatud müra, mistõttu allveelaevad ja teised laevad, mis kasutavad akustilist sidet (peamiselt allveelaevadega suhtelemiseks), kasutavad mitme kilomeetri pikkust kaablit, millele on kinnitatud allveemikrofonid. Ameerikas on suurematel liikumisaladele paigutatud allveekõlarid ja vastuvõtjad, mis registreerivad signaali ja saadavad selle tavapärasematel meetoditel edasi. Side on võimalik kuni 1000 km kaugusele, kuid koos kaugusega väheneb võimaliku andmeside kiirus. Segavaks faktoriks on ka tuul, pinnapeegeldumised põhjustavad helilainete hajumist[1].

Akustilise side ohud mereloomastikule[muuda | redigeeri lähteteksti]

Liiga tugevad helilained võivad kahjustada mereelustikku. Erilist tähelepanu on seejuures pühendatud veeimetajatele, eriti vaaladele, kellel on hea kuulmine. Uuringud on tõestanud, et tugevad helilained mõjutavad vaalade liikumist ja nende häälitsusi. USA-s on toimunud kohtuprotsessid, mis üritavad piirata sonari ja akustilise side pidamist. USA merevägi on määranud küll piirangud saatevõimsusele, kuid mõningatele hinnangutel on need liiga madalad. Võimaliku kahju ära hoidmiseks peavad allveelaevad jälgima ennast ümbritsevat vett, et mitte kasutada liiga tugevat saatevõimsust, kui läheduses paiknevad veeimetajad[2][3].

Laserkommunikatsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kahepoolne laserkommunikatsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Arendusel on kahepoolne laserkommunikatsioon allveelaevadega, mis eeldab võimalust laserit täpselt vastuvõtjale suunama. Selleks kasutatakse kitsaribalist laserit ja filtreid, et teised valgussignaalid ei segaks. Eriti keeruline on side päikesepaistel. Kuna sinised laserkiired sumbuvad vees halvemini kui punased, on arendatavas süsteemis kasutusele 455 ja 459 nanomeetrise lainepikkusega valgus. Mainitud süsteemid on arenduses olnud ainult käesoleval sajandil. Üheks osapooleks on allveelaev ja teiseks osapooleks on lennuk, kuid on planeeritud ka võimalust kasutada satelliiti. Viimasel juhul hajub laserkiir palju suurema pinna peale, mis muudab selle detekteerimise raskemaks. [4].

Ühepoolne laser-akustiline süsteem[muuda | redigeeri lähteteksti]

Teine võimalus laserkiirte abil suhelda on kasutada tugevaid laserimpulsse, mis veepinnal põhjustaksid vee järsu aurustumise ja selle tagajärjel helilaine, mis oleks vastuvõetav allveelaevalt. Kasutatakse 532 nanomeetrise lainepikkusega laserkiiri, mille tekitatud helisignaale registreeriti arendustöö käigus 140 meetri kaugusel heliallikast. Impulsslaser paikneks lennukil, satelliidilt oleks nii tugeva laserkiire tekitamine mõeldamatu[5].

Madalsageduslikud raadiolaine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Aeglase edastuskiirusega, kuid see-eest kõikjal kasutatav sidevõimalus on kasutada raadiolaineid, mille sagedus on tunduvalt madalam, kui tavapärastel raadiotel. Madalsageduslikud lained on võimelised tungima vees sügavamale on seetõttu kasutatavad. Sagedusaladest kasutatakse väga madalat sagedust VLF-i (3-30 kHz) ja ekstreemselt madalat sagedust ELF-i (3-300 Hz). Esimene neist võimaldab suhelda mõnekümne meetri sügavuselt ja teisel sügavuspiirangud puuduvad. Mõlemal puhul on allveelaev ainult vastuvõtvaks osapooleks, kuna saateantenni suurus ei võimalda selle paiknemist allveelaevas[6][7][8].

VLF side[muuda | redigeeri lähteteksti]

Väga madala sagedusega raadiolaineid on võimalik vastu võtta umbes mõnekümne meetri sügavuselt, sõltuvalt sagedusest ja vee soolsusest. Sügavamal paiknevatel allveelaevadel on võimalus kasutada vastuvõtupoid, mis liiguks veepinnast madalamal. Kuna sagedused on niivõrd madalad, siis ei saa ka ribalaius olla suur. Kuna andmeside kiirus sõltub aga ribalaiusest on side kiirus piiratud mõne lauseni minutis. Kuna efektiivse antenni pikkus on pöördvõrdelises sõltuvuses sagedusest on saateantennid väga pikad, dipoolantennide puhul 5-50 kilomeetrit. Kasutades radarit on võimalik satelliidilt tuvastada allveelaev VLF signaali vastuvõtuks vajalikult sügavuselt[6].

ELF side[muuda | redigeeri lähteteksti]

ELF-raadiolained on võimelised tungima väga sügavale ja on seepärast vastuvõetavad kõikjal kus allveelaevad võivad liikuda. ELF raadiosaatjate levi on üle maakera, ehkki kiiratav võimsus on ainult mõned vatid. ELF-raadiolained nõuaksid väga pikkasid tavapäraseid antenne. Dipoolantenni pikkus oleks 500-50000 kilomeetrit, mis ei ole enam hästi rakendatav, seetõttu ehitatakse saatejaamad halvasti elektrit juhtivale pinnasele. Juhtides elektrit erinevates kohtades maasse on võimalik kasutada Maad kui antenni. Sellised saatejaamad nõuavad väga palju energiat. Saatejaamad nõuavad ka väga suurt madala elektrijuhtivusega ala, mis tuleb rahvale sulgeda. Nende piirangute tõttu on saatejaamad olemas ainult USA ja Venemaa mereväel, ehkki saatejaama on planeeritud ka Šotimaale. ELF side andmeedastuskiirus on veel madalam, üksikud sümbolid minutis, mistõttu on eeldatav, et pikemate käskude korral tuleb vastuvõtuks kasutada mõnda kiiremat sidevahendit.

USA ELF saatja[muuda | redigeeri lähteteksti]

1968. aastal plaaniti USA-s Wisconsini osariiki Sanguine-nimelist süsteemi, mis oleks võimeline saatma ELF laineid ka siis, kui mingi osa süsteemist saaks tuumaplahvatusel hävitatud. 6000 miili pikk kaablite võrgustik oleks enda alla võtnud 6500 ruutmiili (ligi 17000 ruutkilomeetrit, üle kolmandiku Eesti pinnast), nii suure ala hõivamine ja võimalikud ohud loodusele põhjustasid avalikkuse vastuseisu, mistõttu projekt tühistati. Seejärel vähendati plaane ning algatati projekt SEAFARER, mis oma korda vähendati Austere ELF projektile. Kõik projektid eeldasid, et kaablid on maa all. Eespool nimetatud projektid olid kas liiga mahukad või oli avalikkuse vastuseis liiga suur. Lõpuks teostati projekt ELF, mis koosneb kahest saatejaamast, üks Wisconsinis ja teine Michiganis, ja 84 miilist vaiadele paigutatud kaablitest. Süsteem töötab 76 hertsisel sagedusel. 2000. aastal kulutati Wisconsini jaama ülalpidamiseks 6 miljonit dollarit, sellest 400 tuhat oli elektriarve. USA-s töötati välja ka plaanid kiireks ELF võrgu paigaldamiseks. Kaaluti ka võimalust paigaldada palju vertikaalseid dipoolantenne, mida hoiaksid püsti õhupallid. USA-s kaaluti SEAFARER süsteemi asemele tavapärase antenni paigaldamist, mis oleks pidanud olema üle tuhande kilomeetri pikk. See plaan kanti maha, kuna raadiolained poleks levinud antenni sihis ja ülipikka antenni oleks seganud Ameerika 60 hertsine vooluvõrk, mille sagedus on lähedane ELF raadiosagedusega[9][7].

ZEVS[muuda | redigeeri lähteteksti]

ZEVS on Venemaa ELF saatja, mis paikneb Murmanski lähedal. Raadiosignaali sagedus on 82 hertsi ja levi on ülemaailmne, ZEVS on hinnanguliselt 10 dB tugevama signaaliga kui kaks USA saatejaama. Kahe 60 kilomeetri pikkuse juhtmega suunatakse mõlemast 200 amprit voolu maasse. Raadiojaam nõuab nii palju energiat, et selle jaoks on ehitatud eraldi elektrijaam. Erinevalt USA jaamadest on ZEVSi kasutatud ka geoloogilisteks uuringuteks, eelkõige maakoore sügavuste omaduste detekteerimisel.

Briti ELF saatja[muuda | redigeeri lähteteksti]

ELF saatjaid saab ehitada eelkõige madala juhtivusega maapinnale, sellistele tingimustele vastas ka Šotimaa, kuid suurte kulude tõttu jäeti ehitusplaanid pooleli.

Protestid ELFi vastu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuna signaali genereerimisel kasutatakse palju energiat on osad aktivistid protestinud terviseohu tõttu. Meie keha läbib aga igasuguseid raadiolaineid ja ELF-raadiolained on neist vaid üksikud. Madala signaali tõttu võib arvata, et oht oleks suurem, kuid tunduvalt tugevam ELF signaal, mis meid läbib, on põhjustatud tavapärasest 50 hertsisest vahelduvvoolust, mida majapidamised kasutavad. Ameerikas kasutatakse 60 hertsist vahelduvvoolu. Paljude lühikeste elektriliinide kiirguse koosmõjul tekkib palju tugevam signaal[8].

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 SSIXS
  2. Lethal Sounds
  3. U.S. Navy Wins Dispute Over Sonar, Whales
  4. QinetiQ lands $32M submarine laser project
  5. NRL Begins Field Tests of Laser Acoustic Propagation
  6. 6,0 6,1 Radio Communications of German U-boats in WWI and WWII
  7. 7,0 7,1 http://www.plrc.org/docs/941005B.pdf ELF HISTORY: EXTREME LOW FREQUENCY COMMUNICATION
  8. 8,0 8,1 ZEVS, THE RUSSIAN 82 Hz ELF TRANSMITTER
  9. Extremely Low Frequency Transmitter Site Clam Lake, Wisconsin