Прослушивание подо льдом

Исследователи из Мичиганского технологического университета завершили первый зимний сезон подлёдных акустических исследований в водах Кьюино на озере Верхнее. Их работа направлена на изучение свойств звука подо льдом, что критически важно для разработки подводных акустических сетей связи и бесшумных подводных аппаратов.

Эти технологии имеют широкий спектр применения, включая мониторинг окружающей среды: от отслеживания движения льда и поведения водных организмов до контроля химических показателей. Звуки подо льдом — от сигналов сети до скрипа льда и шума снегохода — несут уникальную информацию о недоступной для наблюдения среде.

«Для большинства исследователей подлёдные работы требуют поездки в полярные регионы — это дорого и требует много времени, — объясняет ассистент-профессор Эндрю Барнард. — Здесь же мы можем выйти к проливу Кьюино и провести тест за один день». Он использует пассивные гидрофоны — водонепроницаемые микрофоны, регистрирующие звуковые волны. Понимание особенностей распространения звука в воде помогает проектировать более тихие аппараты и сенсорные системы.

Другой аспект работы — создание самих акустических сетей связи. «Мы не можем использовать под водой радиосигналы, так как они быстро затухают. Поэтому для коммуникации приходится использовать акустику», — говорит ассистент-профессор Чжаохуэй Ван. Скорость передачи данных в таких сетях значительно ниже, чем у радиоволн, но для автономных аппаратов подо льдом, не имеющих доступа к GPS или спутникам, это единственный вариант. В ходе мартовских испытаний команде Вана удалось передать сигнал на расстояние более четырёх километров.

«Доступных данных по подлёдной связи очень мало, — отмечает Ван. — Мы должны использовать уникальные особенности этого региона и проводить подлёдные тесты». Исследователи планируют продолжать работу, максимально используя преимущества расположения университета на берегу озера Верхнее.