Oídos submarinos por todas partes
(computer.rip)- Para entender el papel de la Marina de EE. UU. en el accidente del Titan, hay que considerar tanto la detección remota submarina como los límites de IUSS; por eso, la acusación de que la Marina ocultó información concluyente durante 4 días resulta poco convincente
- Como la comunicación inalámbrica bajo el agua es difícil, los sumergibles de gran profundidad como el Titan se comunican con su buque de apoyo en superficie mediante un módem acústico
- SOSUS/IUSS surgió a partir de una red de hidrófonos submarinos basada en cables en el fondo marino, y evolucionó hasta convertirse en un sistema usado tanto para vigilancia de submarinos en la Guerra Fría como para investigación de vida marina
- Es posible que el sonido de implosión del Titan haya sido detectado y localizado en los datos de IUSS, pero por su tamaño y estructura distintos a los de un submarino militar, es probable que la confiabilidad de su firma acústica haya sido baja
- El hecho de que el ROV Pelagic Odysseus 6k encontrara los restos unas 5 horas después de llegar al sitio el 22 de junio encaja con la posibilidad de que la Marina hubiera compartido con el equipo de búsqueda una ubicación probable detectada previamente
Comunicación submarina y límites físicos del sonido
- Los submarinos y sumergibles son difíciles de detectar; eso es una ventaja militar, pero en operaciones civiles como el turismo de aguas profundas puede convertirse en un problema de seguridad
- El agua de mar atenúa rápidamente las señales de radio y, aunque se baje la frecuencia, siguen existiendo límites
- Incluso el sistema VLF de la Marina de EE. UU. solo puede recibirse cuando el submarino está relativamente cerca de la superficie o usa una antena de cable cercana a la superficie
- Las señales VLF solo penetran unos 40 m en agua de mar
- ELF penetra mejor, hasta varios cientos de metros, pero el costo de construir y operar la infraestructura es muy alto y la antena receptora es grande, por lo que la Marina de EE. UU. retiró su infraestructura ELF en 2004
- Vehículos como el Titan se comunican con su nave de apoyo en superficie mediante un módem acústico
- Este método es confiable, pero su tasa de bits es muy baja, así que suele limitarse a mensajes de texto
- Tecnologías similares también se usan en la exploración petrolera en aguas profundas, y es muy probable que el Titan haya usado un producto comercial para su enlace de datos
- Bajo el agua, el sonido es el medio que mejor se propaga; viaja mucho más lejos que en la superficie y tiende a hacerlo mejor a mayor profundidad
Sonar activo y sonar pasivo
- El método de detectar y estimar la posición de submarinos mediante sonido es ampliamente conocido como sonar
- Uno de los primeros usos representativos ocurrió en la Primera Guerra Mundial, cuando buques antisubmarinos detectaban submarinos directamente debajo de ellos usando ecos reflejados
- El método que emite sonido para recibir su reflejo se llama sonar activo
- Es efectivo para encontrar submarinos cercanos
- Pero al emitir sonido delata la presencia del equipo de sonar y, con suficiente equipo receptor, incluso puede revelar su ubicación
- Como los buques antisubmarinos avisaban a los submarinos cercanos de su propia presencia, dejaron relativamente pronto de usar sonar activo de forma regular
- El método preferido es el sonar pasivo, que escucha los sonidos que emiten naturalmente los vehículos submarinos
- Con hidrófonos direccionales se puede escuchar el ruido de las hélices de un submarino
- Si se gira el hidrófono hasta encontrar la dirección de mayor amplitud, se obtiene el rumbo del submarino
- Este principio básico sigue siendo clave en la caza de submarinos hoy en día, aunque el equipo receptor es mucho más potente y automatizado
- El silencio acústico de los submarinos ha sido objeto de una continua carrera armamentista
- Una de las grandes fuentes de ruido es la cavitación alrededor de la hélice
- En el pasado, el diseño de hélices silenciosas de submarinos modernos de EE. UU. era secreto, y se dice que las cubrían cuando el submarino estaba fuera del agua
De SOSUS a IUSS: evolución de una red de vigilancia del fondo marino
- Para asegurar soberanía marítima a largo plazo, no solo sirven los barcos o las boyas lanzadas desde aeronaves; también es útil instalar hidrófonos permanentes que funcionen como una línea de defensa
- En la década de 1950, AT&T diseñó un sistema de vigilancia submarina usando cables del fondo marino y tecnología electrónica acústica
- A lo largo de los cables submarinos se instalaron grandes arreglos de hidrófonos
- Los sonidos detectados se mostraban en diagramas tipo waterfall, y los analistas distinguían entre vida marina, fenómenos geológicos y sonidos de barcos con base en experiencia e inferencia
- Este sistema fue conocido como SOSUS (Sound Surveillance System) y permaneció en secreto hasta 1991
- Fue uno de los sistemas de inteligencia militar más importantes de la Guerra Fría
- Como pocos miembros de la Marina conocían sus detalles, las tripulaciones de buques a veces veían como confusos y poco confiables los mensajes breves y sin detalle que provenían de SOSUS
- En la década de 1960, SOSUS estaba compuesto por cientos de hidrófonos individuales instalados en arreglos de cable largo
- Los cables se conectaban a instalaciones terminales costeras de alta seguridad
- La Marina ocultó estas instalaciones bajo la explicación de que eran para trabajos de investigación poco definidos
- En las décadas siguientes, se incorporaron computadoras para detectar y clasificar firmas acústicas
- La automatización temprana impulsó la I+D militar y de Bell Laboratories en procesamiento de señales y emparejamiento de patrones
- Esto creó precedentes tempranos del campo moderno del machine learning
- Con los avances en computación y comunicaciones, se volvió posible controlar remotamente los arreglos, lo que redujo la necesidad de personal y llevó al cierre de varias instalaciones terminales navales
- En 1984, SOSUS cambió su nombre a IUSS (Integrated Underwater Surveillance System)
- Esto reflejaba no solo una mayor automatización, sino también la incorporación de buques de superficie al sistema
- Al principio, el USNS Stalwart y el USNS Worthy operaban como arreglos móviles de IUSS para ampliar la cobertura de detección o ubicar con más precisión objetivos sospechosos
- Tras su desclasificación en 1991, IUSS se convirtió en un sistema de doble uso que también sirve para investigación científica
- Es una de las principales fuentes de datos de hidrófonos en biología marina
- Actualmente, IUSS detecta y clasifica automáticamente submarinos y ballenas
Detección de accidentes submarinos y la búsqueda del Titan
- Es bien sabido que los sistemas de sonar pasivo pueden detectar accidentes de submarinos
- La pérdida del submarino soviético K-129 en 1968 fue detectada por SOSUS
- La estimación de ubicación hecha por SOSUS ayudó en la operación de recuperación del K-129 por parte del Hughes Glomar Explorer
- En 1968 se perdieron en total cuatro submarinos, y los datos de SOSUS se usaron para ubicar al menos a dos de ellos: el soviético K-129 y el estadounidense Scorpion
- Se cree que el Titan desapareció el 18 de junio, y fue hallado en el fondo marino el 22 de junio
- Tras el hallazgo de los restos, la Marina declaró que IUSS había detectado la implosión y estimado su ubicación
- La acusación de que la Marina conocía con certeza el destino del Titan y lo ocultó durante 4 días no encaja con la forma en que funciona la detección remota
- En la detección remota moderna en tiempo real, la información accionable suele provenir de sistemas de machine learning y clasificación que reconocen eventos importantes dentro de enormes volúmenes de datos
- Estos sistemas deben entrenarse con muestras de eventos naturales o artificiales
- En la inteligencia naval, recopilar firmas acústicas de embarcaciones modernas es un interés central para que IUSS pueda identificarlas correctamente
- Otro método es el análisis retrospectivo de datos pasados realizado por personas
- Incluso eventos que la automatización no clasificó en el momento pueden detectarse después si aparece nueva información sobre su firma
- Como ocurrió con el caso del globo espía chino, una vez recolectada información de firma, pueden salir a la luz más eventos pasados
- El océano está lleno de ruidos de fauna silvestre, procesos geológicos, transporte marítimo comercial y operaciones navales, por lo que a la Marina le resulta difícil investigar rigurosamente todos los sonidos submarinos
- Es muy probable que, después de enterarse de la desaparición del Titan, la Marina haya hecho un análisis retrospectivo de los datos de IUSS para buscar señales que pudieran indicar su destino
- Puede haber detectado un sonido fuerte y estimado su origen cerca de los restos del Titanic
- Esto probablemente ocurrió con relativa rapidez después de que se reportó por primera vez la desaparición del Titan
Baja confiabilidad, demora en la divulgación y el sistema de vigilancia actual
- La primera limitación es que el Titan era un sumergible nuevo y de estructura inusual
- La Marina conoce en cierta medida las firmas acústicas de implosión por submarinos militares perdidos accidentalmente y por el submarino Sterlet, al que al menos una vez se atacó deliberadamente con un torpedo para registrar su sonido
- Pero el Titan difería mucho en tamaño y estructura de un submarino militar, así que probablemente existía una gran incertidumbre al intentar aplicar firmas acústicas conocidas de pérdidas catastróficas
- El número total de casos de submarinos que implosionaron bajo el agua es en sí muy pequeño, y no había ninguno de tamaño y estructura comparables al Titan
- En un proceso de búsqueda y rescate, hay que ser cauteloso al divulgar información incierta del tipo “creemos que se perdió de manera irreparable”
- Esa divulgación puede generar presión para terminar la búsqueda y obstaculizarla
- Puede empeorar aún más la situación de familiares y allegados
- Hubo un caso en que, después de que la Guardia Costera anunciara que había detectado posibles golpes con otro sistema de sonar pasivo, siguió una cobertura excesiva basada en firmas acústicas que probablemente no tenían relación
- La acusación de que la Marina ocultó información de detección al equipo de búsqueda por motivos de secreto no coincide con el cronograma de la búsqueda
- SOSUS y sus capacidades eran ampliamente conocidos por el público desde hacía décadas
- La zona de búsqueda estaba dentro del alcance estimado de detección de SOSUS que ya se había hecho público en el pasado
- El primer equipo de búsqueda capaz de explorar grandes profundidades, el ROV Pelagic Odysseus 6k, llegó al sitio la mañana del 22 de junio
- Encontró los restos unas 5 horas después
- Considerando que solo el descenso probablemente tomó más de una hora, fue un hallazgo muy rápido en un entorno de fondo marino difícil
- Aunque los restos estaban cerca del Titanic, el campo de restos del Titanic es amplio, y recorrerlo completo habría tomado horas
- Es muy probable que Odysseus ya hubiera recibido de la Marina una pista sobre una posible ubicación de implosión cuando comenzó la búsqueda
- No es que la Marina ocultara información durante 4 días; más bien, ese fue el momento en que el equipo de búsqueda contó con el equipo necesario para confirmar en la práctica la posible detección hecha por la Marina
- Según el primer reporte del WSJ sobre la detección de IUSS, la Marina transmitió ese hallazgo de inmediato al comandante de búsqueda en el lugar
- La Marina pidió que no se revelara el nombre del sistema específico usado, alegando preocupaciones de seguridad nacional
- Esto también encaja con el hecho de que los sistemas clasificados se administran bajo varios nombres, y con la historia de que durante el periodo de secreto el nombre IUSS apareció por error varias veces en informes no clasificados
- Hoy IUSS es un sistema más pequeño que antes, pero es posible que, gracias a las mejoras tecnológicas, su alcance de detección haya aumentado en lugar de reducirse
- Sigue siendo uno de los principales métodos para detectar submarinos cerca de las costas de EE. UU.
- Como los submarinos son uno de los principales medios de transporte de armas nucleares, siguen siendo una preocupación importante
- IUSS es uno de varios sistemas semisecretos de detección submarina que usa la Marina
- San Francisco Magnetic Silencing Range es un sistema aparte, pero mide con magnetómetros submarinos el campo magnético de los buques de la Marina que pasan por el Golden Gate
- Las minas submarinas suelen activarse con magnetómetros, así que la Marina controla que la magnetización del casco no supere ciertos límites
- Si los supera, puede desmagnetizarse (degaussing) en un muelle naval con equipo especializado
- El pequeño edificio del estacionamiento de Marina Green era la instalación terrestre de este sistema, y hoy el arreglo se controla completamente a distancia
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
No es prudente anunciar durante una operación de búsqueda y rescate que una embarcación se perdió de forma irreversible
Durante el accidente del Titan se dijo lo mismo varias veces en redes sociales, pero no cayó bien, y las sospechas de que la Marina de EE. UU. ocultó la detección acústica de la implosión se sentían extrañas
Cualquiera que haya hecho aunque sea un poco de análisis de señales sabe que la incertidumbre es muy grande, y la idea de poder identificar y confirmar a distancia la destrucción específica del Titan era demasiado difícil desde el principio
Incluso si la Marina hubiera estado 100% segura, nadie querría que una familia dejara de buscar solo porque alguien oyó un sonido. A los desaparecidos en el mar hay que buscarlos hasta encontrarlos, o hasta que desaparezca toda esperanza razonable, y eso aplica igual también a un multimillonario
Esto me hizo pensar en esta historia: https://en.wikipedia.org/wiki/Toshiba%E2%80%93Kongsberg_scan...
Toshiba no podía exportar máquinas CNC de 9 ejes a la Unión Soviética en los años 80, porque ese equipo podía usarse —y probablemente se usaría— para fabricar hélices de submarino ultrasilenciosas
Video relacionado de Asianometry: https://www.youtube.com/watch?v=uaRyqAVIkwI
Decía para qué productos se usaría la máquina, certificaba que no se usaría para actividades de explosiones nucleares ni para actividades del ciclo de combustible nuclear sin salvaguardias, ni para el uso de armas nucleares, químicas o biológicas, y que si queríamos transferir los productos fabricados o la máquina fuera de ciertos países, necesitaríamos la aprobación de una autoridad económica suiza; me dio una vibra parecida
Cuando salen los temas de cables, el fondo marino y submarinos, este es un artículo interesante que casi siempre viene a la mente: https://www.wired.com/1996/12/ffglass/
“Mother Earth, Mother Board” trata sobre el tendido de cables submarinos y la historia de cómo se ha cableado el planeta
Versión sin paywall: https://archive.is/ICkHe
La canción también está increíblemente buena
Un poco fuera del tema, pero con una capacidad así, parecería que también se podría decir bastante sobre lo que pasó alrededor de la explosión del gasoducto Nord Stream
Es razonable asumir que EE. UU. tiene este tipo de detectores también fuera de sus fronteras, y he visto afirmaciones en ese sentido: https://www.thenation.com/article/world/nord-stream-pipeline...
Aun así, creo que cualquiera podría haberlo hecho con unos 300 mil dólares. Los ROV de clase de trabajo capaces de instalar explosivos a esa profundidad son comunes en la construcción y el mantenimiento submarinos
El punto sobre que el diseño de las hélices silenciosas de los submarinos estadounidenses modernos es confidencial y que las cubren cuando el submarino está fuera del agua me hizo preguntarme si se trata de hélices toroidales o hélices “sin punta”
Estos diseños reducen la turbulencia y la cavitación: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Toroidal_propeller
También hay hilos viejos de HN: https://news.ycombinator.com/item?id=34571282, https://news.ycombinator.com/item?id=33949895
En particular, las hélices toroidales son efectivas contra el ruido por cavitación de los vórtices en la punta de la hélice que intentan reducir las hélices abiertas
https://twitter.com/toughsf/status/1024083748407713792?lang=...
https://www.researchgate.net/publication/302920496_Numerical...
https://www.thedrive.com/the-war-zone/31708/veteran-sonarman...
https://www.globecomposite.com/blog/x-factor-columbia-class-...
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209267821...
El artículo dice que “IUSS detecta y clasifica automáticamente submarinos y wales”; ¿los británicos ya lo saben?
El sonar activo ya volvió a usarse para buscar submarinos desde hace varias décadas, así que el contenido del artículo está desactualizado
Los buques antisubmarinos modernos llevan sonar activo remolcado de baja frecuencia, y se necesita baja frecuencia para obtener largas distancias de detección, porque la alta frecuencia se atenúa mucho
Si has visto noticias sobre que el sonar militar representa un peligro para los mamíferos marinos, se trataba justo de este tipo de sistema. Mete mucha energía en una banda de frecuencias que se propaga bien, y esa banda también es la más útil para que las ballenas se comuniquen
Ejemplo: https://en.wikipedia.org/wiki/Sonar_2087
La cavitación es ruidosa, pero normalmente solo aparece a máxima velocidad. Lo que de verdad se escucha hoy en día se parece más al ruido de la planta del reactor
Los submarinos de ataque estadounidenses como los Virginia y Seawolf, así como el futuro SSBN Columbia, parecen usar una especie de pump-jet externo. No sé bien si lo cubren fuera del agua como a las hélices tradicionales
Más exactamente, es un propulsor entubado, una evolución directa de la hélice clásica de submarino que integra un shroud de aumento de presión y un conjunto de álabes fijos. Tradicionalmente, un “pump-jet” implicaría un elemento de bomba centrífuga o al menos algún mecanismo de vectorización
A algo como el ducted fan del X-22 normalmente no lo llamarías jet, pero bajo el agua parece que sí lo hacen
https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_X-22
También es la razón de algunas situaciones graciosas en ejercicios navales conjuntos. Por ejemplo, el HNLMS Walrus “hundió” al USS Theodore Roosevelt y salió sin ser detectado, dejando bastante desconcertado al lado estadounidense
Los submarinos híbridos diésel de Suecia son casi imposibles de detectar por la misma razón. Cuando se mueven con baterías, casi no hay ruido de planta aparte de una o dos bombas de enfriamiento, y son tan silenciosos que otras armadas incluso los alquilan para entrenamiento
Tampoco me convence la explicación de que la armada volvió a escuchar las ‘cintas’ después. Se supone que llevan décadas operando sistemas computarizados de clasificación, y nos quieren hacer creer que un arreglo de escucha extremadamente sensible no detectó una implosión de alta energía que sonaría totalmente distinta a cualquier otra cosa
Cameron dijo que sus contactos en la armada le contaron que escucharon el sonido de la implosión muy rápido, y el simple hecho de que la telemetría se cortara al mismo tiempo ya confirmaba lo que probablemente sabían. La telemetría viene de un recipiente de presión externo aparte; si eso quedó en silencio, significa que fue destruido, y la única causa posible sería la implosión del sumergible
La parte de que no pudieron reconocerlo como implosión por su estructura inusual es pura especulación
La primera idea que se me vino a la cabeza sobre por qué la Marina de EE. UU. tardó en decir oficialmente que había escuchado el sonido de la implosión fue esta.
Si se combina con el amplio mundo de las agencias de inteligencia estadounidenses, en especial la inteligencia de señales que escucha canales de comunicación internos de Rusia o China, cuando ocurre un incidente relativamente cerca de aguas estadounidenses como la implosión del Titan, quizá no querían mostrar sus cartas y preferían escuchar quién más reportaba haberlo oído.
Como una especie de juego sofisticado de contrainteligencia, porque así podrían calcular qué otros equipos había instalado alguien más bajo el agua cerca de su propio equipo. No estoy seguro, pero esa fue mi primera impresión, y el texto me pareció muy interesante
Desde la desaparición del MH370 me he seguido preguntando esto. Si un avión cae al mar, ¿habría hecho un gran sonido de chapoteo que valiera la pena escuchar en comparación con el ruido superficial de las olas? ¿Habría hidrófonos en esa zona? ¿Con suficiente procesamiento de señales se habría podido localizar la posición de ese sonido? ¿Y si ya hicieron todo eso, pero quienes lo hicieron no pueden decirlo?
El MH370 podría estar en algún punto de un área marítima mucho más grande, así que encontrarlo es mucho más difícil. Aun así, ya se encontraron algunos restos [1], y con base en ellos se usó una estimación de la ubicación del accidente (35.6°S 92.8°E).
[1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Malaysia_Airlines_Flight_370#M...
https://youtu.be/kd2KEHvK-q8?t=435
https://www.google.com/search?q=MH370%20acoustic