додому Internet i IT Gadżety Dlaczego nie można używać telefonu komórkowego na łodzi podwodnej: Fizyka komunikacji podwodnej

Dlaczego nie można używać telefonu komórkowego na łodzi podwodnej: Fizyka komunikacji podwodnej

5

– Czy mnie teraz słyszysz? to klasyczne sformułowanie marketingowe, ale spróbuj je wypowiedzieć na łodzi podwodnej. Odpowiedź będzie brzmiała: nie. Telefony komórkowe po prostu nie działają pod wodą, a fizyka stojąca za tą awarią jest trudna.

Sieci komórkowe wykorzystują fale radiowe o wysokiej częstotliwości, zwykle działające na częstotliwościach około 800–1900 megaherców w Stanach Zjednoczonych. Sygnały te przemieszczają się w linii prostej, co czyni je idealnymi do komunikacji w zasięgu wzroku. Są również bardzo delikatne. W kontakcie ze słoną wodą morską szybko blakną. Woda pochłania energię niemal natychmiast. Sygnały 4G lub 5G nie mogą być przesyłane przez kadłub łodzi. Co więcej, nie mogą rozprzestrzeniać się na głębokość setek stóp w oceanie.

Nawet jeśli uda ci się wydostać na powierzchnię, nie będziesz mieć szczęścia, chyba że znajdziesz się bardzo blisko lądu. Infrastruktura mobilna zbudowana jest wokół gęstej sieci stacji bazowych lub masztów komórkowych. Teoretyczny zasięg sygnału telefonu komórkowego może wynosić do 72 kilometrów, ale zasięg ten jest delikatny. W praktyce niezawodny odbiór zwykle pogarsza się już po kilku kilometrach. Jeśli łódź podwodna chce przesłać sygnał, aby go odebrać, musi znajdować się blisko wybrzeża.

Istnieje jeszcze jedno, ważniejsze ograniczenie: wykrywanie. Okręty podwodne są zaprojektowane tak, aby pozostać niewykrywalne. Zwykle działają na głębokościach od 200 do 330 stóp (60 do 100 metrów), aby uniknąć wykrycia przez sonar i inne środki. Na tej głębokości ocean staje się tarczą przed zwykłymi falami radiowymi.

Przez dziesięciolecia jedynym sposobem komunikacji z podwodnymi statkami było wykorzystanie fal radiowych o bardzo niskiej częstotliwości (VLF). Sygnały te działają w zakresie częstotliwości od 300 Hz do 30 kHz. Są wystarczająco silne, aby przenikać wodę morską i rozprzestrzeniać się na duże odległości. Ale mają też istotne kompromisy. Przepustowość jest wyjątkowo niska. Szybkość przesyłania danych może wahać się od setek bitów na sekundę do kilku bitów na minutę. Nie ma możliwości wysłania e-maila. Ponadto wyemituj wideo. Przesyłasz bardzo krótką zakodowaną wiadomość.

Aby odebrać te sygnały, okręty podwodne muszą ciągnąć za sobą masywne kable antenowe. Aby utrzymać połączenie, konieczne może być również zwolnienie i zmniejszenie prędkości jazdy. Jest to uciążliwy, czasochłonny i wrażliwy sposób utrzymywania komunikacji.

Marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych stale poszukuje lepszych opcji. Testowane są nowe technologie, takie jak małe boje komunikacyjne. Urządzenia te można zrzucać z powierzchni i komunikować się z satelitami wojskowymi bez bezpośredniego wykorzystania podwodnych fal radiowych. Prowadzone są także badania nad kwantową dystrybucją klucza, która wykorzystuje zasady mechaniki kwantowej do stworzenia bezpiecznego kanału komunikacji z łodziami podwodnymi. To zaawansowane technologicznie rozwiązanie długotrwałego problemu.

Ocean pozostaje tłumikiem. Na razie w głębinach panuje spokój.