سلاح مخفی تجسس زیرسطحی ، SOSUS

[Commandant 5,641]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10248/Besmellah_03.png[/img][/center]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/ttl_sosus~0.gif[/img][/center]


[size=4]بدون شک یکی از باابهت ترین و جذاب ترین جنگ افزارها برای علاقه مندان به عرصه ی نظامی گری ، زیردریایی ها هستند. پس از گذشت یک قرن از ظهور زیردریایی های نظامی ، زیردریایی ها جایگاه خود در ارتش های کلاسیک و عموما قدرتمند به خوبی پیدا کرده اند و بخش مهمی از راهبرد های نظامی کشور ها را تشکیل می دهند.[/size]

[size=4]در طول زمان همواره شکار و شکارچی تکاملی همراه با یکدیگر را تجربه می کنند ، زیردریایی ها که عرصه ی جدیدی در نبردهای امروزی بوجود آورده اند ، همراه خود این نیاز را هم ایجاد کرده اند که چگونه باید زیردریایی دشمن را کشف و رهگیری کرد. مطلبی که در ادامه می خوانیم معرفی یکی از مهم ترین ابزارهای شکار زیردریایی هاست. سامانه ای که در حدود نیم قرن محرمانه باقی ماند و هم اکنون نیز اطلاعات و تصاویر چندانی از آن در دست نیست.[/size]

[color=#0000ff][size=4][b]سامانه ی تجسس صوتی ([/b][b]Sound Surveillance System[/b] : [b]SOSUS[/b][b]) [/b][/size][/color]

[size=4]این سامانه که زاده ی 3 والد "نیاز استراتژیک دوران جنگ سرد" ، "پیشرفت های علم آکوستیک زیرسطحی در جنگ جهانی دوم" و "تلاش وصف ناپذیر مهندسی است" ، امروزه به یک ابزار کلیدی برد بلند و پیش اخطار امریکایی ها در برابر تهدیدات زیردریایی های حامل موشک های بالستیک تبدیل شده است. اگرچه رخداد یک سری وقایع در انتهای جنگ سرد از اهمیت و محوری بودن SOSUS کاست ولی همواره به عنوان این که چگونه مهندسی دانش پایه (science-based engineering) منجر به اثربخشی عملیاتی می شود ، الهام بخش است.[/size]

[color=#0000ff][size=4][b]اقیانوس شناسی و ابتکارات مهندسی[/b][/size][/color]

[size=4]تکنیک های بدوی و ناقص سونار فعال و سونار انفعالی (active and passive sonar) در جنگ جهانی اول به منظور رهگیری زیردریایی ها استفاده شد ولی این سیستم های بدوی در بهترین شرایط تنها قادر به کاوش در چند هزار متری خود بودند ، در جنگ جهانی دوم هم به ندرت سونارها قادر به دست یابی به چیزی بیش از این بودند.[/size]

[size=4]یکی از گام های مهم اولیه در توسعه ی عملکردی سونارها – و بخصوص SOSUS – اختراع عمق سنج صوتی (sonic depth finder : SDF) بود. این اختراع نه تنها عرصه ی علم آکوستیک بلکه علم اقیانوس شناسی و کف شناسی اقیانوس ها را هم متحول کرد ، آن هم با دقت و سرعتی که هیچ گاه با نمونه های پیش از این (طناب های بولت) ممکن نبود.[/size]

[size=4]ابداع این روش در ابتدا باعث شکوفایی علم زیست شناسی دریا و بستر شناسی دریاها گردید تا این که در یکی از سفرهای اکتشافی دانشمندی به نام موریس اوینگ (Maurice Ewing) که در حال بررسی انکسارناشی از زمین لرزه ها بود ، اتفاق جالبی بوقوع پیوست. وی که از بسته های انفجاری در عمق آب بعنوان منبع صوت استفاده می کرد ، متوجه یک اکوی زنجیره ای ناشی از برخورد مداوم امواج تولید شده از انفجار به بستر اقیانوس و سطح آب شد که به کمک دستگاه های موجود در کشتی آن ها به خوبی قابل دریافت بود.[/size]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/nesea1.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_nesea1.jpg[/img][/url][/center]
[center][size=2][color=#a9a9a9][font=courier new,courier,monospace]گردهمایی دانشمندان حوزه ی SOSUS ، سال 1982[/font][/color][/size][/center]

[size=4]اوینگ از این آزمایش نتیجه ی خارق العاده ای گرفت ، وی متوجه شد که با وجود کاسته شدن از قدرت امواج در هر بازتاب ، باز هم امواج قادر به سفر به مسافت های بسیار طولانی بودند ، مخصوصا امواج فرکانس پایین که میزان تضعیفشان بسیار نامحسوس بود. وی فرض کرد که مسیرهای افقی ای برای انتشار این امواج وجود دارند که در این مسیر های بخصوص ؛ امواج با بازتاب های سطح و بستر اقیانوس تلاقی ندارد و در این مسیرها سیگنال های آکوستیک صدها و حتی هزاران مایل طی مسیر می کنند و بازهم توسط هیدروفون ها (میکروفون های زیرآبی) قابل اکتشاف هستند ، وی این مسیر ها را کانال های عمقی صوت (deep sound channel) نامید.[/size]


[center][size=4][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/ray_diagram.gif[/img][/size][/center]

[size=4]تقریبا در همین زمان اکتشاف دیگری توسط محققان دانشگاه MIT و موسسه ی اقیانوس شناسی Woods Hole انجام شد. برای اولین بار آن ها به کمک یک bathythermograph موفق به اندازه گیری دمای آب در هر عمق از اقیانوس شدند و مهم ترین نکته ی آن این بود که آن ها توانستند سرعت های متفاوت صوت در اعماق متفاوت (SVP) را محاسبه کنند. به طور کلی هر چه عمق آب بیشتر شود ، دمای آن کاهش یافته و سرعت صوت نیز کمتر می شود.[/size]

[color=#0000ff][size=4][b]کانال عمقی صوت ، رشد بالقوه ی جنگ افزارهای ضد زیردریایی[/b][/size][/color]

[size=4]تحت تحقیقات اقیانوس شناسی – آکوستیکی که توسط اوینگ و همکارانش در دوران جنگ جهانی دوم انجام شد ، انتشار صوت در کانال عمقی تایید شد و همچنین پدیده ی دیگری تحت عنوان " منطقه ی همگرایی " (convergence zone) نیز کشف شد. بنا به این اکشتشافات اوینگ به نیروی دریایی پیشنهاد داد که یک سیستم ارتباطی مبتنی به انفجار در زمان های کدبندی شده ایجاد کنند. بالنتیجه ، در بهار سال 1944 ، اوینگ بر روی ناوشکن باکلی یک آزمایش انجام داد ، آن ها از روی این ناوشکن فیوزهای انفجاری متعددی را به عمق آب میفرستادند و کشتی دیگری که حرکت نمی کرد ، نتایج را دریافت و ثبت می کرد.[/size]

[size=4]باکلی تا مسافت 900 مایل به این کار ادامه داد و امواج به خوبی توسط کشتی غیر متحرک ثبت وضبط میشد. در نهایت این آزمایش ، بعد از جنگ جهانی دوم، منجر به توسعه ی یک سیستم جست و جو و نجات هوایی برای نجات بازماندگان سوانح دریایی شد ، یعنی سامانه ی SOFAR (Sound Fixing and Ranging). عملکرد این سامانه به این شکل است که خلبان هایی که به درون دریا سقوط می کردند ، بسته های کوچک انفجاری را در آب رها می کردند و با انفجار این بسته ها در عمق آب ، امواج این انفجار ها توسط هایدروفون ها دریافت شده و به کمک تکنیک مثلث بندی (triangulation) محل خلبان سقوط کرده مشخص می شد و تیم های نجات اعزام می شدند.[/size]


[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/haru_mooring_big_584.jpg[/img][/center]

[size=4]نیروی دریایی ایالات متحده از اواسط سال 1945 تیم های متعددی را به کار برروی این سامانه ها و انجام آزمایشات گمارد. پیشرفت های محسوسی در تکنیک ها و محاسبات بدست آمد که منجر به دقیق تر شدن هر چه بیشتر ابزار شد. همزمان شدن این پیشرفت هادر سال 1950 با تهدید زیردریایی های پرشمار شوروی که بزرگ ترین خطر برای امنیت ملی امریکا به شمار می رفتند باعث شد که فردریک هانت رئیس سابق لابراتوار اصوات زیرآبی دانشگاه هاروارد به کار برروی سامانه ای مبتنی به اصول رهگیری صوتی –زیرآبی ، به جهت کشف زیردریایی ها گمارده شود. [/size]

[size=4]در نهایت با اکتشاف این که امواج با طول موج کمتر از 500 هرتز توسط هر نوع منبع زیر آبی به آسانی به کانال عمقی صوت نفوذ می کنند و قابلیت رهگیری هرگونه زیردریایی را تا شعاع صدهامایل دارند کار بر روی اصول SOSUS آغاز شد.[/size]

[color=#0000ff][size=4][b]توسعه های اولیه[/b][/size][/color]

[size=4]به کمک یافته های هارتینگ ، موسسه تحقیقات نیروی دریایی در اواخر 1950 قراردادی را با موسسه ی AT&T و شرکت های زیرشاخه ی آن برای ساخت یک سامانه ی تجسس صوتی زیرآبی که مبتنی بر انتشار صوت در بردهای بلند باشد ، منعقد کرد. بعلاوه ، نیروی دریایی همچنان به حمایت های خود از پروژه های اوینگ ادامه می داد.[/size]

[size=4]در نهایت با مجموعه ی تلاش های انواع متخصصین ، اولین نمونه ی SOSUS در ابعاد بزرگ در ژانویه ی 1952 پا به عرصه ی وجود گذاشت : یک سامانه ی 1000 فوتی خطی متشکل از 40 هیدروفون در عمق 240 فاتومی (هر فاتوم معادل یکصد و هشتاد سانتی متر) آب .[/size]


[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/iuss-nrl.gif[/img][/center]

[size=4]بعد از پشت سر گذاشتن آزمون های اولیه که توسط یکی از زیردریایی های امریکایی با موفقیت انجام شد ، نیروی دریایی تصمیم به ایجاد چنین مراکزی در کل سواحل شرقی گرفت و در طی دو سال بعد این مراکز در تمام سواحل غربی و هاوایی هم مستقر شدند.[/size]


[center][size=4][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/centerville.gif[/img][/size][/center]
[center][color=#a9a9a9][font=courier new,courier,monospace][size=3]یکی از مراکز اولیه ی SOSUS [/size][/font][/color][/center]

[size=4]این SOSUS های اولیه در کف دریا در مکان هایی نصب می شدند که به آن ها قدرت دسترسی به زوایای کانال عمقی آب را می داد. خروجی های این هایدروفون ها توسط کابل های محافظت شده به مراکز نیروی دریایی (NAVFAC) منتقل می شد.[/size]

[size=4]در مراکز NAVFAC ، سیگنال های آکوستیک به منظور ایجاد بیم ها (Beam) که هر یک از آن ها معرف یک سیگنال ترکیبی از یک ناحییه ی کوچک بودند ، مورد پردازش قرار می گرفتند. تحلیل های فرکانس های دریافت شده توسط تکنیک های لوفار با جدا سازی آثار نویزهای امواج اقیانوسی داده هایی را به یک آنالیزور (به ازای هر بیم یک آنالیزور مشغول به کار بود) می داد ، هر طبقه از مراکز NAVFAC پر از صدها نفر از این آنالیزور ها بود که 24 ساعت شبانه روز در حال بررسی اثر (signature) زیردریایی ها بودند تا با تطابق دادن امواج ، زیردریایی های احتمالی را کشف کنند و با تکنیک مثلث بندی ، محل آن را کشف کنند.[/size]

[color=#0000ff][size=4][b]آغاز به کار سامانه های عملیاتی شده[/b][/size][/color]




[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/800px-USS_George_Washington_28SSBN-59829.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_800px-USS_George_Washington_28SSBN-59829.jpg[/img][/url][/center]
[center][font=courier new,courier,monospace][size=3][color=#808080]زیردریایی جورج واشنگتن امریکا[/color][/size][/font][/center]

[size=4]در سال 1961 ، SOSUS برای اولین بار زیردریایی جورج واشنگتن (SSBN-598) را در حد واسط امریکا تا انگلستان رهگیری کرد و در سال بعد برای اولین بار موفق شد که یک زیردریایی دیزلی شوروی را رهگیری کند. در ادامه امریکایی ها موفق شدند که زیردریایی های کلاس فاکستروت شوروی را در طی بحران موشکی کوبا رهگیری کنند.[/size]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/800px-Cuban_Foxtrot_submarine.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_800px-Cuban_Foxtrot_submarine.jpg[/img][/url][/center]
[center][font=courier new,courier,monospace][color=#a9a9a9][size=3]زیردریایی فاکستروت شوروی[/size][/color][/font][/center]


[size=4]با توجه به این که زیردریایی ها در طول زمان رفته رفته کم صداتر شدند ، SOSUS نیز بارها مورد ارتقاء قرار گرفته و قدرتمند تر شده است. امروزه به قدری سامانه ها قدرتمند شده اند که سامانه ها این توانایی را دارند که حتی هواپیماهایی که فراز اقیانوس ها هم پرواز می کنند را رهگیری کنند ، به طور مثال یکی از رهگیری های شایع انجام شده توسط SOSUS ، بمب افکن های Tu-95 شوروی/روسیه می باشد.[/size]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/800px-Tupolev_Tu-95_Marina.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_800px-Tupolev_Tu-95_Marina.jpg[/img][/url][/center]

[size=4]در سال 1963 که زیردریایی USS Thresher (SSN-593) غرق شد ، به کمک SOSUS بود که محل زیردریایی کشف شد. در سال 1968 برای اولین بار موفق شدند که زیردریایی های کلاس ویکتور و چارلی شوروی را رهگیری کنند. زیردریایی های کلاس دلتا برای اولین بار در سال 1974 رهگیری شدند.[/size]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/USS_Thresher3B0859306.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_USS_Thresher3B0859306.jpg[/img][/url][/center]
[center][size=3][font=courier new,courier,monospace][color=#a9a9a9]زیردریایی غرق شده ی Thresher [/color][/font][/size][/center]

[size=4]درسال 1968 به کمک SOSUS موفق شدند که محل زیردریایی اتمی گم شده ی USS Scorpion (SSN-589) را پیدا کنند.[/size]


[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/Bow_Scorpion.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_Bow_Scorpion.jpg[/img][/url] [url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/USS_Scorpion_28SSN-58929_H97221k.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10265/thumb_USS_Scorpion_28SSN-58929_H97221k.jpg[/img][/url][/center]
[center][font=courier new,courier,monospace][color=#a9a9a9][size=3]Scorpion در اعماق دریا توسط SOSUS پیدا شد[/size][/color][/font][/center]

[color=#0000ff][size=4][b]SOSUS[/b][b] بعد از جنگ سرد[/b][/size][/color]

[size=4]در بین سال های 1970 تا 1980 به مرور ایستگاه های SOSUS کاهش[/size] پیدا کرد و با خاتمه ی جنگ سرد در دهه ی 90 نیاز به مراکز پرهزینه ی SOSUS بسیار کم شد. با توجه به مشکلات عدیده ی SOSUS نیروی دریایی بیشتر به جای سامانه های مراقبتی و مانیتورینگ دائمی که دراختیار داشت متمایل به دراختیار داشتن سامانه ای شد که بتواند صرفا در مواقع بحران و تهدید از آن استفاده کند.

[size=4]این تکامل همراه همچان پابرجاست و شکار و شکارچی دائما در حال بروزرسانی توانایی های خود هستند ...[/size]



[center][color=#282828][font=tahoma, helvetica, arial, sans-serif][b]ترجمه و تالیف : آرمان مجدی (Commandant)[/b][/font][/color][/center]


[center][color=#282828][font=tahoma, helvetica, arial, sans-serif][b][color=#000080]کپی برداری بدون ذکر منبع ممنوع[/color][/b][/font][/color][/center]

[center][color=#282828][font=tahoma, helvetica, arial, sans-serif][b][b][color=#FF0000]copyright [size=3][font=arial, sans-serif]©[/font][/size] Military.ir[/color][/b][/b][/font][/color][/center]

[seyedmohammad 10,523]

با تشکر از مطلب خوبتون .
بنده کاربرد مثلث بندی رو در اینجا متوجه نمیشم ... وقتی گیرنده ها در یک خط و در طول ساحل در مقابل منبع تولید صدا قرار دارند چطور میشه مثلث بندی انجام داد ؟ مگر اینکه گفته بشه به دلیل کروی بودن زمین هرچه بین سواحل غربی و شرقی ایالات متحده باشه قابل رهگیری هست ... منظور اینه که اگراز مثلا ساحل شرقی شروع کنیم و دور زمین بچرخیم پس از یک دور ، دور دنیا به ساحل غربی خواهیم رسید . مشکل اینجاست که بین سواحل شرقی و غربی فقط آب نیست بلکه چندتا قاره هم قرار داره . همچنین فاصله ، در اینصورت خیلی بیشتر از ارقام ذکر شده برای رهگیری امواج عمیق هست .

[Commandant 5,641]

[quote name='sedmammad' timestamp='1408344680' post='402733']
با تشکر از مطلب خوبتون .
بنده کاربرد مثلث بندی رو در اینجا متوجه نمیشم ... وقتی گیرنده ها در یک خط و در طول ساحل در مقابل منبع تولید صدا قرار دارند چطور میشه مثلث بندی انجام داد ؟ مگر اینکه گفته بشه به دلیل کروی بودن زمین هرچه بین سواحل غربی و شرقی ایالات متحده باشه قابل رهگیری هست ... منظور اینه که اگراز مثلا ساحل شرقی شروع کنیم و دور زمین بچرخیم پس از یک دور ، دور دنیا به ساحل غربی خواهیم رسید . مشکل اینجاست که بین سواحل شرقی و غربی فقط آب نیست بلکه چندتا قاره هم قرار داره . همچنین فاصله ، در اینصورت خیلی بیشتر از ارقام ذکر شده برای رهگیری امواج عمیق هست .
[/quote]

خواهش میکنم سید جان
در مورد مثلث بندی ، اطلاعات فنی ای اشاره نشده بود ، صرفا گفته بود که از تاکتیک triangulation استفاده میشه ، ولی با توجه به اطلاعاتی که خودم بدست آوردم توی گردآوری این مطلب ، ایستگاه های SOSUS اون ابتدا فقط سواحل شرقی و بعدا غربی رو در بر می گرفتن ولی به مرور در خیلی از جاهای کره ی زمین این مراکز ایجاد شدن ، مثلا توی بریتانیا (محل دقیقش اشاره نشده) و الان که دیگه حتی روی یک سری شناورها هم هایدوروفون ها نصب هست و کار ایستگاه ها رو انجام میدن

تا جایی که من از روش مثلث بندی اطلاع دارم ، وقتی شما چند ایستگاه رو داشته باشی که یک صوت رو ثبت کنن ، با توجه به سرعت صوت (توی متن به سازوکار سرعت صوت و محاسبه ی سرعت توی عمق ها و دماهای مختلف اشاره شده) میشه فاصله ی منبع صوت رو از ایستگاه بدست آورد و وقتی فواصل مختلف از هر ایستگاه رو به مرکز میدن ، مرکز به راحتی محاسبه می کنه ، چون که فقط یک مختصات میتونه وجود داشته باشه که از ایستگاه X , Y , Z و ... مختصات مشخصی رو داره

حتی اگر ایستگاه ها روی خط هم واقع باشن ، مشکلی ایجاد نمیکنه

[seyedmohammad 10,523]

اگر نواحی دیگه ای هم غیر از خطوط ساحلی سرزمین خودش باشه که مشکلی نیست ... بالاخص که ایالات متحده در سراسر سیاره ، جزیره داره ... فقط از طریق هاوایی میتونه کل اقیانوس ارام رو پوشش بده .

[Electro_officer 13,797]

گیرنده ها به صورت آرایه ای قرار گرفتند به کمک دو المان دریافت کننده و یک منبع، مثلث سازی قابل انجام هست ..

[majidjerk1 1]

با سلام 

با تشکر از مطلب شما

منبع هم اعلام میکردید ممنون میشدیم.

با توجه به مطب ارائه شده و تاریخ ها و صحبت های پایانی من اینجور برداشت کردم که این سیستم داره منسوخ و جمع آوری میشه 

آیا در مورد سیسیتم های جدید که جایگزین این سیستم جهت شناسایی و رهگیری زیر دریایی ها اطلاعاتی دارید؟

 

در مورد کاربرد سونار فعال در زیردریایی اطلاعاتی دارید؟ با توجه به ماموریت زیردریایی که باید مخفیانه کار کنه استفاده عادی از سونار فعال غیر منطقی به نظر میرسه ومن تنها موردی که شنیدم واسه غوص و صعود زیردریایی اونم واسه جلوگیری از حادثه هست؟