Τα ηχητικά κύματα είναι τα πλέον αξιόπιστα μέσα υποθαλάσσιας επικοινωνίας. Δημιουργώντας ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων, που επικοινωνούν μέσω ηχητικών κυμάτων στον βυθό, οι επιστήμονες φιλοδοξούν να βοηθήσουν την υποβρύχια πλοήγηση, να προστατεύσουν την θαλάσσια ζωή και να προλαμβάνουν ατυχήματα σε πετρελαϊκούς αγωγούς.
Αυτή την εβδομάδα η εκπομπή Futuris ταξιδεύει μέχρι τις δυτικές ακτές της Νορβηγίας, για να συναντήσει τους ερευνητές του καινοτόμου ευρωπαϊκού προγράμματος CLAM, (συνεργατικά υποβρύχια δίκτυα για την υποθαλάσσια επιτήρηση). Οι επιστήμονες βρίσκονται στο τελευταίο στάδιο της δοκιμής των ειδικών συσκευών, που έχουν την δυνατότητα να εντοπίζουν υποθαλάσσιους ήχους και να μεταφέρουν στην επιφάνεια την πλήρη εικόνα όσων συμβαίνουν στο βυθό.
«Στη συσκευή υπάρχουν ενσωματωμένα ηλεκτρονικά όργανα με αισθητήρες και επεξεργαστές. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να επεξεργαστούμε επί τόπου τα δεδομένα, για να εντοπίσουμε ένα πλοίο ή μια διαρροή σε αγωγό πετρελαίου. Οι πληροφορίες συγκεντρώνονται και τα σήματα αποστέλλονται στο κέντρο ελέγχου», τονίζει ο Κάιλ Ζανγκ, ερευνητής ασύρματων δικτύων επικοινωνίας του πανεπιστημίου του Τβέντε της Ολλανδίας.
Σε περίπτωση διαρροής σε έναν αγωγό, δημιουργούνται αέριες φυσαλίδες. Οι αισθητήρες εντοπίζουν τον ήχο των φυσαλίδων και στη συνέχεια λειτουργώντας ως πομποί, στέλνουν το σήμα στο κέντρο ελέγχου, προειδοποιώντας τους υπεύθυνους.
Οι επιστήμονες εργάζονται πυρετωδώς, προκειμένου να δημιουργήσουν ένα δίκτυο εντοπισμού ήχων, μεγάλης εμβέλειας και λειτουργικό σε μεγάλα βάθη. Ο Πολ Χάβινχα, καθηγητής Πληροφορικής εξηγεί τη λειτουργία του δικτύου:
«Τοποθετούμε υποβρύχιους αισθητήρες στη θάλασσα για να παρακολουθούν τα σήματα του περιβάλλοντος. Αν διαπιστώσουν ότι κάτι δεν πάει καλά, επικοινωνούν μεταξύ τους και αν χρειαστεί στέλνουν ειδοποίηση στην ακτή».
Οι ειδικά σχεδιασμένοι αισθητήρες τοποθετούνται σε βάθος εκατοντάδων μέτρων στον πυθμένα της θάλασσας. Διατάσσονται σε συγκεκριμένη απόσταση μεταξύ τους και όλοι μαζί σχηματίζουν έναν επικοινωνιακό κόμβο. Κάθε συσκευή διαθέτει ενσωματωμένη μπαταρία, ώστε το δίκτυο να λειτουργεί ασύρματα.
Οι αισθητήρες επικοινωνούν μεταξύ τους, χρησιμοποιώντας ηχητικά σήματα. Στην αίθουσα ελέγχου, το εξειδικευμένο προσωπικό παρακολουθεί την γρήγορη εξάπλωση ενός κωδικοποιημένου μηνύματος μεταξύ των αισθητήρων σε ολόκληρο το υποβρύχιο δίκτυο.
Μόλις ένας υποθαλάσσιος αισθητήρας ανιχνεύσει μια διαρροή, μεταδίδει τις συντεταγμένες του μέσω ηχητικών κυμάτων. Ο πλησιέστερος αισθητήρας εντοπίζει και επαναλαμβάνει το ηχητικό μήνυμα. Έτσι δημιουργείται μια αλυσίδα επικοινωνίας, ένα δίκτυο μετάδοσης κωδικοποιημένων μηνυμάτων, υποστηρίζει ο Ρομπέρτο Πετρότσια, ερευνητής Πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο της Ρώμης και καταλήγει:
«Η καινοτομία του δικτύου είναι ότι δεν υπάρχει απλά ένας πομπός και ένας δέκτης. Αντίθετα, όλες οι συσκευές του δικτύου συνεργάζονται ώστε να φέρουν σε πέρας την αποστολή. Συνεργάζονται προκειμένου να παραδώσουν μια πληροφορία στον κεντρικό σταθμό ελέγχου, που παρακολουθεί την κατάσταση του δικτύου».
Για να αποκτήσουν πρόσβαση στο δίκτυο, οι ερευνητές στην επιφάνεια, χρησιμοποιούν πλωτές σημαδούρες, που λειτουργούν ταυτόχρονα ως πομποί και ως δέκτες. Αυτές μετατρέπουν τα ηχητικά σήματα σε ραδιοκύματα ή το αντίστροφο, όπως εξηγεί ο Άρνε Λι, ερευνητής θαλάσσιων επικοινωνιών:
«Ο ακουστικός διαμορφωτής (modem) στέλνει σήματα προς τον βυθό της θάλασσας. “Ρωτάει” τους υποθαλάσσιους αισθητήρες, ποια είναι η τρέχουσα κατάστασή τους και αναμεταδίδει τις πληροφορίες. Ο λόγος που χρησιμοποιούμε τα ακουστικά σήματα στο βυθό είναι το γεγονός ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δεν μεταδίδονται σωστά μέσα στο αλμυρό νερό».
Μελλοντικά, τα ηχητικά δίκτυα ενδέχεται να χρησιμοποιηθούν ευρύτερα, για την υποβρύχια πλοήγηση, την προστασία της θαλάσσιας ζωής και την πρόληψη ατυχημάτων σε αγωγούς πετρελαίου και σε εξέδρες γεωτρήσεων. Σύμφωνα με τον Πολ Χάβινγκα η πετρελαιοκηλίδα της BP, που μόλυνε τον κόλπο του Μεξικού το 2010, θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί.
Οι επιστήμονες είναι αποφασισμένοι να συνεχίσουν τις έρευνες, ώστε να δημιουργήσουν ένα σύστημα υποθαλάσσιας επιτήρησης, αξιόπιστο και λειτουργικό.
Μάθετε περισσότερα για το ερευνητικό πρόγραμμα CLAN στην ιστοσελίδα:
http://www.clam-project.eu