додому Internet a IT Gadgety Proč nemůžete používat mobilní telefon v ponorce: Fyzika podvodní komunikace

Proč nemůžete používat mobilní telefon v ponorce: Fyzika podvodní komunikace

10

“Slyšíš mě teď?” je klasická marketingová fráze, ale zkuste ji vyslovit v ponorce. Odpověď bude ne. Mobilní telefony pod vodou prostě nefungují a fyzika za tímto selháním je drsná.

Buněčné sítě využívají vysokofrekvenční rádiové vlny, které ve Spojených státech obvykle pracují na frekvencích kolem 800 nebo 1900 MHz. Tyto signály se pohybují v přímé linii, takže jsou ideální pro komunikaci v přímé viditelnosti. Jsou také velmi křehké. Při setkání se slanou mořskou vodou rychle vyblednou. Voda absorbuje energii téměř okamžitě. Signály 4G nebo 5G nelze přenášet přes trup lodi. Navíc se nemohou rozšířit na stovky stop oceánu.

I když se dostanete na povrch, stále budete mít smůlu, pokud nejste velmi blízko země. Mobilní infrastruktura je postavena kolem husté sítě základnových stanic nebo věží mobilních telefonů. Teoretický dosah signálu mobilního telefonu může být až 45 mil (72 kilometrů), ale tento dosah je křehký. V praxi se spolehlivý příjem obvykle zhorší již po několika kilometrech. Pokud chce ponorka vysílat signál, musí být blízko pobřeží, aby jej přijala.

Existuje další, důležitější omezení: detekce. Ponorky jsou navrženy tak, aby zůstaly nezjistitelné. Obvykle pracují v hloubkách 200 až 330 stop (60 až 100 metrů), aby se zabránilo detekci pomocí sonaru a dalších prostředků. V této hloubce se oceán stává štítem proti běžným rádiovým vlnám.

Po celá desetiletí bylo jediným způsobem, jak komunikovat s podvodními plavidly, použití rádiových vln s velmi nízkou frekvencí (VLF). Tyto signály pracují na frekvencích od 300 Hz do 30 kHz. Jsou dostatečně silné, aby pronikly mořskou vodou a šířily se na velké vzdálenosti. Ale mají také významné kompromisy. Propustnost je extrémně nízká. Rychlosti přenosu dat se mohou lišit od stovek bitů za sekundu až po několik bitů za minutu. Není možné odeslat email. Navíc vysílat video. Přenášíte velmi krátkou kódovanou zprávu.

Pro příjem těchto signálů musí ponorky za sebou táhnout masivní anténní kabely. Pro udržení spojení může být také nutné zpomalit a snížit rychlost jízdy. Jedná se o těžkopádný, časově náročný a zranitelný způsob udržování komunikace.

Americké námořnictvo neustále hledá lepší možnosti. Testují se nové technologie, jako jsou malé komunikační bóje. Tato zařízení lze shodit z povrchu a komunikovat s vojenskými družicemi bez přímého použití podvodních rádiových vln. Probíhá také výzkum distribuce kvantového klíče, který využívá principy kvantové mechaniky k vytvoření bezpečného komunikačního kanálu s ponorkami. Jedná se o high-tech řešení dlouhodobého problému.

Oceán zůstává tlumičem. Hlubiny zatím zůstávají tiché.