Cientistas desenvolvem tecnologia acústica subaquática altamente precisa para detecção de profundidade no desafiador e estrategicamente importante Mar de Beaufort
Stephen Chen | South China Morning Post, em Pequim
Pesquisadores chineses revelaram um desenvolvimento importante na tecnologia acústica subaquática que poderia traçar um novo curso para as capacidades de defesa subaquática do país.
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| Um avanço na acústica subaquática ajudou os cientistas chineses a alcançar uma discriminação de profundidade quase perfeita em condições oceanográficas difíceis. Foto: Xinhua |
A inovação permitiu que os cientistas identificassem a profundidade de uma fonte sonora de baixa frequência com precisão quase perfeita no Mar de Beaufort, no Ártico – uma porta de entrada crítica para o Alasca e um ponto focal das operações navais dos EUA.
Um artigo revisado por pares publicado no mês passado na Acta Acustica, a principal revista de acústica da China, detalhou como os cientistas da Harbin Engineering University (HEU) poderiam usar as condições oceanográficas desafiadoras do Ártico para desenvolver um método passivo de discriminação de profundidade com 93% de precisão para alvos subaquáticos e uma taxa de sucesso de 100% para identificar embarcações de superfície.
A conquista, verificada por meio de uma simulação de computador construída com dados da vida real coletados pelo 11º Ártico expedição em 2020, marca um passo significativo nas capacidades de guerra submarina da China, no quintal norte dos Estados Unidos.
O ambiente acústico de "duto duplo" do Mar de Beaufort - uma camada de massas de água com temperaturas e salinidades contrastantes - tem sido um desafio para os sistemas de sonar.
"O duto da superfície superior (0-80 metros, ou 0-263 pés) exibe velocidade do som crescente com a profundidade, enquanto o duto de Beaufort (80-300 metros) forma um canal sonoro distinto" devido à água quente vinda do Pacífico, de acordo com os pesquisadores.
"Quando uma fonte sonora está localizada dentro do duto de Beaufort, uma parte da energia acústica que se propaga horizontalmente fica presa no canal de som, evitando perdas de energia causadas pela reflexão e dispersão do gelo marinho", acrescentou a equipe, liderada pelo professor Han Xiao, do Laboratório Nacional de Tecnologia Acústica Subaquática da HEU.
"Essa capacidade de captura acústica oferece novas oportunidades para comunicação sob o gelo de longo alcance, navegação e sistemas de detecção ativa / passiva."
Estimar incorretamente a profundidade do alvo, no entanto, "pode resultar em degradação do desempenho ou falha total" usando os métodos de detecção de som existentes, acrescentaram.
Depois de analisar dados das recentes explorações árticas da China, a equipe de Han descobriu que as ondas sonoras mais baixas podem saltar entre as camadas oceânicas, dependendo de sua frequência.
Ao rastrear onde essas ondas sonoras se agrupam e medir sua força em diferentes profundidades, a equipe disse que agora pode identificar a profundidade de um alvo subaquático de 600 Hz com precisão sem precedentes - e com dispositivos de escuta simples.
O método também pode filtrar o ruído do ambiente, permitindo um rastreamento preciso usando apenas seis matrizes de sensores – uma vantagem crítica em águas geladas e turbulentas.
Mas também existem alguns limites, disseram os pesquisadores. A precisão, por exemplo, despenca quando a frequência da fonte sonora cai abaixo de 300Hz.
Os hidrofones devem abranger os dois dutos - camadas superficiais e Beaufort - e o deslocamento distorce as leituras, disseram eles.
As caçadas submarinas também podem ser afetadas pelo aumento da incerteza no meio ambiente. O rápido derretimento do gelo ou um súbito influxo de água do Pacífico podem alterar as estruturas dos dutos, invalidando filtros de sinal pré-treinados, de acordo com os pesquisadores.
O fundo do mar do Beaufort – rico em reservas offshore de petróleo e gás e minerais de terras raras – é objeto de disputas territoriais entre os EUA e o Canadá.
A região também é um ponto de estrangulamento para submarinos de mísseis balísticos dos EUA e um corredor para Frota do Norte da Rússia.
"O Exercício de Gelo (ICEX) com foco em submarinos é realizado no Mar de Beaufort e no Oceano Ártico desde a década de 1960, tornando-se o exercício ártico mais antigo", disse a Marinha dos EUA em seu Plano Estratégico para o Ártico.
Durante a expedição chinesa ao Ártico em 2020, o quebra-gelo Xue Long 2 embarcou em uma missão histórica de Xangai, marcando sua primeira viagem ao Ártico após implantações históricas na Antártida.
Com foco nas mudanças climáticas e na dinâmica ambiental do Ártico, a jornada de 22.200 quilômetros teve como alvo águas internacionais, incluindo o planalto de Chukchi, a bacia do Canadá e o Oceano Ártico central, de acordo com a agência de notícias estatal Xinhua.
Os pesquisadores realizaram pesquisas abrangentes para estudar a acidificação dos oceanos, poluentes emergentes, mudanças na biodiversidade e interações entre gelo marinho e atmosfera.