Công nghệ liên lạc với tàu ngầm
(
http://baodientu.chinhphu.vn)Duy trì liên lạc với tàu ngầm đang ở sâu trong lòng biển luôn là thách thức lớn trong công nghệ truyền tin của hải quân các nước. Khó khăn lớn nhất do độ suy hao sóng điện từ trong nước biển quá lớn.
Nằm sâu dưới lớp băng, tàu ngầm liên lạc với bờ bằng nhiều giao thức khác nhau.
Thuở ban đầu liên lạc giữa tàu ngầm và đất liền tương đối đơn giản, tàu chỉ việc nổi lên hoặc đưa anten lên khỏi mặt nước. Ngày ấy, tàu ngầm khi đó vẫn phải thường xuyên nổi lên để chạy động cơ diesel và nạp lại pin nên giải pháp này dễ chấp nhận.
Tàu ngầm hạt nhân ra đời, nó cần lặn sâu, và có thể lặn liên tục nhiều tháng liền. Nổi lên không cần thiết mà còn nguy hiểm vì rất dễ làm lộ vị trí.
Làm sao để liên lạc khi tàu ngầm đang cách bờ hàng ngàn km và ở độ sâu hàng trăm mét. Đây là một nhiệm vụ có tính chiến lược, vì tàu ngầm hạt nhân mang theo các tên lửa đạn đạo, chuyên giải quyết các vấn đề xung đột, răn đe chiến lược.
Sử dụng sóng âm
Trong môi trường nước, sóng âm lan truyền nhanh hơn môi trường không khí. Các cường quốc đều đã đặt nhiều bộ thu và phát âm thanh dưới đáy biển tại những tọa độ mà tàu ngầm của họ thường đi qua. Khi những tàu ngầm này đi qua gần khu vực đó, nó có thể liên lạc với bờ và với nhau được.
Dùng sóng vô tuyến
Không như liên lạc trên mặt đất, độ suy hao sóng điện từ trong nước biển quá lớn. Liên lạc dưới nước thường dựa vào cách sử dụng sóng có tần số thấp hoặc cực thấp (bước sóng dài). Bước sóng càng dài thì nó càng ít bị nước hấp thu. Tốc độ truyền dữ liệu vào khoảng 300bit/giây. Nếu dùng bộ mã ký tự 8-bit ASCII thì tốc độ này cho phép truyền 450 chữ/phút.
Sóng radio tần số rất thấp VLF (3 đến 30 kHz) có thể xuyên qua 20m nước. Do đó tàu ngầm có thể nổi lên ở độ sâu cách mặt nước vài chục mét, thả 1 cáp anten dài, phao nổi gắn ở đầu để lập lờ cách mặt nước mà liên lạc. Tuy thế một tàu ngầm khi ở quá gần mặt nước cũng dễ bị phát hiện.
Sử dụng một hệ thống vệ tinh riêng
Cách đây vài năm, Hải quân Mỹ cũng hoàn tất việc phát triển "Deep Siren". Hệ thống này gồm các phao nổi dùng 1 lần, được thả xuống bằng máy bay hoặc tàu nổi. Nó gửi đi một tín hiệu âm đến tàu ngầm trong khoảng bán kính 90km. Tín hiệu này có thể là yêu cầu tàu ngầm triển khai anten VLF hoặc bản thân nó có thể là 1 thông điệp ngắn. Phao nổi này cũng có 1 bộ thu sóng vệ tinh, cho phép tín hiệu được cập nhật dễ dàng. Phao nổi sau khoảng vài ngày sẽ tự động chìm.
Liên lạc bằng laser
Khi tia laser công suất cao đi vào môi trường nước, nó sẽ tách 1 số electron khỏi phân tử nước và khiến nó trở nên rất nóng và tạo thành 1 vụ nổ nhỏ (lép bép). Hàng loạt vụ nổ mini như vậy tạo thành một xung âm thanh tương đương 220dB.
Dự án dùng laser vẫn đang trong giai đoạn hoàn thiện. Chọn laser ở “tia”, “dải” nào còn trong bí mật. Việc điều chế tín hiệu và gửi “tin tức” không có gì khó, thách thức vẫn là độ suy hao trong nước quá lớn.
Ngoài việc dùng để liên lạc, laser còn có tiềm năng dùng cho việc phát hiện tàu ngầm.
Công nghệ phân bổ khóa lượng tử
Hiện các chuyên gia cũng đang thử nghiệm việc truyền tải thông tin lượng tử
(QKD – Quantum Key Distribution) từ vệ tinh với platform đặt dưới mặt nước. Ngoài ra, để truyền tải photon qua môi trường nước hoặc không gian, các chuyên gia phải thiết lập được một liên kết laser giữa đầu phát và đầu nhận trên vệ tinh hoặc máy bay.
Tuy đang trong giai đoạn thử nghiệm song các chuyên gia cho biết nếu thành công, công nghệ QKD có thể giúp tăng tốc độ liên lạc của tàu ngầm lên tới 170 kb/s, tức là nhanh gấp 600 lần sử dụng sóng vô tuyến VFL.
Ngoài ra, QKD cũng không ảnh hưởng tới khả năng hoạt động và tàng hình của tàu ngầm. Chúng có thể lặn sâu hơn 100 m và di chuyển với tốc độ cao mà vẫn bảo đảm liên lạc thông suốt, kể cả trao đổi các gói dữ liệu video theo thời gian thực.
Vấn đề lớn nhất hiện nay là nghiên cứu phương thức truyền photon qua môi trường nước một cách nhanh, hiệu quả mà vẫn bảo đảm được trạng thái phân cực của chúng. Vì thế cách liên lạc này mới trong giai đoạn thí nghiệm.
Thực tế trong liên lạc giữa các tàu ngầm với nhau, giữa tàu ngầm với bờ, giữa tàu ngầm với các tàu nổi…các chỉ huy hải quân đã sử dụng nhiều giải pháp chiến thuật, như liên lạc “bắc cầu”, liên lạc gián tiếp, (qua các trạm quy ước, theo phương án…).
Trần Thanh (tổng hợp)
