Η Κίνα αποκαλύπτει κβαντική συσκευή τοποθετημένη σε drone για την ανίχνευση υποβρυχίων στη Νότια Σινική Θάλασσα Η ανακάλυψη Κινέζων επιστημόνων στην τεχνολογία μαγνητικής ανίχνευσης θα μπορούσε να δώσει στην Κίνα το πλεονέκτημα στον υποβρύχιο πόλεμο.

Η Κίνα αποκαλύπτει κβαντική συσκευή τοποθετημένη σε drone για την ανίχνευση υποβρυχίων στη Νότια Σινική Θάλασσα

Η ανακάλυψη Κινέζων επιστημόνων στην τεχνολογία μαγνητικής ανίχνευσης θα μπορούσε να δώσει στην Κίνα το πλεονέκτημα στον υποβρύχιο πόλεμο εν μέσω σινο-αμερικανικής έντασης.

Εμείς θέλαμε να αναβαθμίσουμε τα P3B των 50 ετών το 2015, όταν οι Αμερικάνοι είχαν τότε έτοιμο ASW UAV με μεγάλες ικανότητες που θα μπορούσαμε να είχαμε θωρακίσει το Αιγαίο με ASW & AEW συστήματα.

Καθώς οι εντάσεις μεταξύ ΗΠΑ και Κίνας σιγοβράζουν σχετικά με τις υποβρύχιες επιχειρήσεις στη Νότια Σινική Θάλασσα, Κινέζοι επιστήμονες του διαστήματος αποκάλυψαν μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία μαγνητικής ανίχνευσης που θα μπορούσε να ανατρέψει την ισορροπία στον υποβρύχιο πόλεμο.

Ένα σύστημα κβαντικών αισθητήρων τοποθετημένο σε drone, το οποίο δοκιμάστηκε με επιτυχία σε υπεράκτιες δοκιμές, πέτυχε ακρίβεια picotesla για την παρακολούθηση μαγνητικών ανωμαλιών και τη χαρτογράφηση των πόρων του βυθού, ξεπερνώντας παράλληλα ορισμένους σοβαρούς πρακτικούς περιορισμούς των υπαρχουσών συσκευών, αποκάλυψαν ερευνητές σε μια εργασία που αξιολογήθηκε από ομότιμους.

Ο κβαντικός αισθητήρας της Κίνας θα μπορούσε να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς, δίνοντάς της το πλεονέκτημα όσον αφορά τον υποβρύχιο πόλεμο. Οι ανθυποβρυχιακές δυνάμεις που χρησιμοποιούν το σύστημα θα μπορούσαν να εντοπίσουν ένα υποβρύχιο με μεγάλη ακρίβεια και ακόμη και να ανιχνεύσουν τα ουραία κύματα εχθρικών σκαφών. Το σύστημα, που ονομάζεται ατομικό μαγνητόμετρο Coherent Population Trapping (CPT), αξιοποιεί τα φαινόμενα κβαντικής παρεμβολής σε άτομα ρουβιδίου.

Σύμφωνα με την ανάρτηση του SCMP, εκμεταλλεύεται τη διάσπαση Zeeman, η οποία αναφέρεται σε μετατοπίσεις στα επίπεδα ενέργειας που προκαλούνται από μαγνητικά πεδία. Αυτό παράγει επτά σήματα συντονισμού μικροκυμάτων. Αυτές οι συχνότητες δεν εξασθενούν από την ευθυγράμμιση με τις γραμμές μαγνητικού πεδίου της Γης, εξήγησαν οι ερευνητές στην εργασία τους που δημοσιεύτηκε στο Chinese Journal of Scientific Instrument.

Με τέτοια ευαισθησία, οι ανθυποβρυχιακές δυνάμεις του Λαϊκού Απελευθερωτικού Στρατού (PLA) δεν μπορούν μόνο να εντοπίσουν ένα υποβρύχιο, αλλά και να πιάσουν τα κύματα ουράς που παράγει, σύμφωνα με ορισμένες προηγούμενες μελέτες.

Τα παραδοσιακά οπτικά αντλούμενα μαγνητόμετρα (OPM) - που χρησιμοποιούνται ευρέως στην ανίχνευση υποβρυχίων - αντιμετωπίζουν κρίσιμες «τυφλές ζώνες» σε περιοχές χαμηλού γεωγραφικού πλάτους όπως η Νότια Σινική Θάλασσα, όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης εκτείνεται σχεδόν παράλληλα με την επιφάνεια.

Όταν ο οπτικός άξονας του αισθητήρα ευθυγραμμίζεται πολύ στενά με τις γραμμές μαγνητικού πεδίου, τα σήματα εξασθενούν δραματικά.

Εισάγετε το ατομικό μαγνητόμετρο Coherent Population Trapping (CPT). Αξιοποιώντας τα φαινόμενα κβαντικής παρεμβολής σε άτομα ρουβιδίου, η συσκευή εκμεταλλεύεται τη διάσπαση Zeeman - μετατοπίσεις ενεργειακών επιπέδων που προκαλούνται από μαγνητικά πεδία - για να δημιουργήσει επτά σήματα συντονισμού μικροκυμάτων.

Αυτές οι συχνότητες συσχετίζονται γραμμικά με την ένταση του μαγνητικού πεδίου, επιτρέποντας την πανκατευθυντική ανίχνευση ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Με ευαισθησία 8pT από το σχεδιασμό - στο ίδιο επίπεδο με το σύστημα MAD-XR του Καναδά που χρησιμοποιείται από τους συμμάχους του ΝΑΤΟ - το κινεζικό σύστημα εξαλείφει τις τυφλές ζώνες, μειώνοντας παράλληλα το κόστος και την πολυπλοκότητα.

«Το MAD-XR είναι πολύ εξελιγμένο και ακριβό, περιορίζοντας το εύρος των πρακτικών εφαρμογών στην πραγματική ζωή», δήλωσε η ομάδα με επικεφαλής τον Wang Xuefeng, ερευνητή στο Κέντρο Έρευνας Κβαντικής Μηχανικής, της China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC).

Κινέζοι επιστήμονες του διαστήματος δοκιμάζουν έναν κβαντικό ανιχνευτή για κυνήγι υποβρυχίων. Εικόνες: CASC

Το ρυμουλκούμενο σύστημα που αναπτύχθηκε από τον Wang και τους συναδέλφους του, το οποίο περιγράφεται σε μια δημοσίευση στο Chinese Journal of Scientific Instrument στις 16 Απριλίου, συνδέει τον αισθητήρα CPT με ένα drone ρότορα μέσω ενός καλωδίου 20 μέτρων (65,6 πόδια) για να ελαχιστοποιήσει τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές από το αεροσκάφος.

Ένα μαγνητόμετρο ροής διορθώνει σφάλματα κατεύθυνσης, ενώ το GPS και οι επίγειοι σταθμοί επεξεργάζονται δεδομένα χρησιμοποιώντας αλγόριθμους που καταστέλλουν τον θόρυβο, αντισταθμίζουν τις ημερήσιες γεωμαγνητικές μετατοπίσεις και δημιουργούν χάρτες ανωμαλιών υψηλής ανάλυσης.

Κατά τη διάρκεια δοκιμών στα ανοικτά του Weihai, στην επαρχία Shandong, το drone ερεύνησε ένα πλέγμα 400 επί 300 μέτρων με 34 σημεία διασταύρωσης. Τα ακατέργαστα δεδομένα έδειξαν ακρίβεια 2,517 νανοτέσλα (nT), η οποία βελτιώθηκε στα 0,849 nT μετά τη διόρθωση σφάλματος - μια τριπλή βελτίωση.

Κρίσιμο είναι ότι δύο ανεξάρτητες έρευνες πέτυχαν συσχέτιση 99,8% σε χάρτες μαγνητικών ανωμαλιών, με μέσο τετραγωνικό σφάλμα ρίζας (RMSE) μόλις 1,149 nT, «επιδεικνύοντας εξαιρετική σταθερότητα σε δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες», πρόσθεσε η ομάδα του Wang.

Δεν πρόκειται μόνο για υποβρύχια, σύμφωνα με τους ερευνητές. Σε ευαισθησία σε επίπεδο picotesla, μπορεί να χαρτογραφήσει πετρελαιοπηγές, αρχαιολογικά ναυάγια και τεκτονικές μετατοπίσεις.

Το CAE MAD-XR είναι σημαντικά πιο συμπαγές από τα προηγούμενα συστήματα MAD, γεγονός που του επιτρέπει την επέκτασή του σε πλατφόρμες όπως ελικόπτερα, μη επανδρωμένα αεροσκάφη και μικρά αεροσκάφη σταθερών πτερύγων. Ωστόσο, οι αμυντικές εφαρμογές διαφαίνονται μεγάλες. Σε αντίθεση με το MAD-XR - το οποίο χρησιμοποιεί πολλαπλούς ανιχνευτές για την αποφυγή τυφλών σημείων με υψηλό κόστος - το κινεζικό σύστημα ενός ανιχνευτή κοστίζει μόνο ένα κλάσμα, ενώ ξεπερνά σε απόδοση σε νερά χαμηλού γεωγραφικού πλάτους, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Ωστόσο, η ετοιμότητα στο πεδίο της μάχης απαιτεί περισσότερες δοκιμές υπό ακραίες συνθήκες, οι οποίες απουσιάζουν από τις δημοσιευμένες δοκιμές. Το MAD-XR έχει αποδειχθεί από χρόνια επιχειρησιακών δεδομένων από τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και μερικές άλλες χώρες, σύμφωνα με δημόσια διαθέσιμες πληροφορίες.

Το CASC είναι ο μεγαλύτερος εργολάβος αεροδιαστημικής άμυνας της Κίνας. Το Ινστιτούτο Συσκευών Αεροδιαστημικού Ελέγχου του Πεκίνου συμμετείχε επίσης στο έργο.

Επιστήμονες στην Κίνα και σε ορισμένες άλλες χώρες αναπτύσσουν άλλους τύπους ανιχνευτών υποβρυχίων υψηλής απόδοσης. Ο ανιχνευτής Spin-Exchange-Relaxation-Free (SERF), για παράδειγμα, μπορεί να αυξήσει την ευαισθησία κατά 1.000 φορές στην περιοχή femtotesla.

Το σύστημα ανίχνευσης μαγνητικών ανωμαλιών επόμενης γενιάς CAE MAD-XR μπαίνει στην παραγωγή 2019 δεν το έχουν τα δικά μας Ρ3.

https://www.youtube.com/watch?v=btn288Y8G84&t=1s

Η CAE ανακοίνωσε επίσης ότι η κυβέρνηση του Καναδά αγόρασε την πρώτη μονάδα στο πλαίσιο του Προγράμματος Καινοτομίας Build in Canada (BCIP).

Το CAE MAD-XR είναι ένα εξαιρετικά ευαίσθητο μαγνητόμετρο σχεδιασμένο για να ανιχνεύει αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο της γης. Λόγω του μεγέθους και του βάρους των προηγούμενων συστημάτων MAD, τα οποία η CAE παράγει για πάνω από 40 χρόνια, συνήθως εγκαθίσταντο σε μεγάλα αεροσκάφη θαλάσσιας περιπολίας. Το νέο CAE MAD-XR είναι πιο συμπαγές και ελαφρύτερο, επιτρέποντας έτσι την εγκατάσταση του CAE MAD-XR και σε ελικόπτερα, μη επανδρωμένα αεροσκάφη (UAV) και μικρότερα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων.

"Αν και δεν είναι τόσο γνωστό όσο οι δυνατότητες προσομοίωσης και εκπαίδευσης που προσφέρουμε, η CAE ασχολείται με την παραγωγή εξειδικευμένων συστημάτων ανίχνευσης μαγνητικών ανωμαλιών εδώ και πολλά χρόνια", δήλωσε ο Joe Armstrong, Αντιπρόεδρος Επιχειρηματικών Λειτουργιών της CAE. «Το νέο CAE MAD-XR προσφέρει τη δυνατότητα επέκτασης της χρήσης αυτού του ισχυρού αισθητήρα σε μια σειρά πλατφορμών και παροχής στις αμυντικές δυνάμεις βελτιωμένων δυνατοτήτων για αποστολές όπως η ανίχνευση υποβρυχίων και η έρευνα και διάσωση».

Η πρώτη μονάδα CAE MAD-XR παραδόθηκε στην κυβέρνηση του Καναδά στο πλαίσιο του BCIP, ενός προγράμματος που έχει σχεδιαστεί για να βοηθήσει καναδικές εταιρείες όλων των μεγεθών να μεταφέρουν τα υπερσύγχρονα προϊόντα τους από τα εργαστήρια Έρευνας και Ανάπτυξης στην αγορά. Η κυβέρνηση του Καναδά θα δοκιμάσει και θα αξιολογήσει το CAE MAD-XR για να επιβεβαιώσει την εφαρμογή του ως αισθητήρα για το Βασιλικό Καναδικό Ναυτικό. Αρχικά, το CAE MAD-XR εγκαθίσταται σε ένα αεροσκάφος Convair του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας (NRC) για να δοκιμαστεί η εμβέλεια και η αποδοτικότητα. Το CAE MAD-XR θα εγκατασταθεί στη συνέχεια στο Nebula UAV που λειτουργεί το Πανεπιστήμιο της Βικτώριας στη Βρετανική Κολομβία, όπου θα χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση ανίχνευσης μαγνητικών ανωμαλιών πάνω από το νερό στο ναυτικό πεδίο δοκιμών των Καναδικών Δυνάμεων, καθώς και για την αξιολόγηση της χρήσης σε μια πλατφόρμα UAV.

Τα τελευταία δύο χρόνια, το CAE MAD-XR έχει επίσης υποβληθεί σε δοκιμές και αξιολόγηση στο πλαίσιο μιας Συμφωνίας Συνεργατικής Έρευνας και Ανάπτυξης (CRADA) μεταξύ του Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών, της Lockheed Martin και της CAE. Το CAE MAD-XR εγκαταστάθηκε σε ένα ελικόπτερο MH-60R Romeo του Ναυτικού των ΗΠΑ, όπου απέδειξε τις δυνατότητές του ως μέρος της σουίτας αισθητήρων σε αυτήν την πλατφόρμα ελικοπτέρων.

Δεν θυμάμαι αν το έχουν τα δικά μας ανθυποβρυχιακά ελικόπτερα.