نظام مراقبة بحري أمريكي خفي يتتبع أعماق المحيطات

بداية القصة من دراسة أصوات أعماق البحار

بدأت قصة نظام المراقبة الصوتية التابعة للبحرية الأمريكية عندما طلبت البحرية عام 1949 من مجموعة استشارية أكاديمية بحث أساليب الحرب ضد الغواصات. أُسّست مجموعة بحثية سُمّيت مشروع هارتويل (Project Hartwell)، وأوصت بتخصيص ميزانية سنوية لتطوير أنظمة لمواجهة التهديد السوفيتي. اقترحت تلك المجموعة رصد الأصوات منخفضة التردد في قناة سُفار (SOFAR channel) عبر مواقع استماع مزودة بمحولات طاقة مائية ومرفق معالجة لحساب مواقع الأهداف على مسافات بعيدة. تعاقد مكتب البحوث البحرية مع شركة أمس للاتصالات والهواتف لتطوير نظام الكشف السلبي بعيد المدى استناداً إلى مصفوفات قاع البحر.

استخدم النظام معدات تسمى محلل ومسجل الترددات المنخفضة وعملية تُعرف بتحليل وتسجيل الترددات المنخفضة ومعروفة اختصاراً بلوفار (LOFAR). اعتمد هذا النظام على مُحلل الطيف الصوتي للشركة المذكورة والمعدل لتحليل الأصوات البحرية منخفضة التردد. أُطلق على هذا الجهد البحثي والتطويري اسم مشروع جيزابيل (Project Jezebel)، بينما استُخدم الاسم غير السري مشروع قيصر (Project Caesar) للتغطية على عملية تركيب النظام. وُضعت قصة غطاء تتعلق بالمحطات الساحلية لتصويرها على أنها مخصصة للأبحاث الأوقيانوغرافية، واستُخدمت مصطلحات مثل منشأة بحرية للتغطية على الطبيعة الحقيقية لتلك المواقع.

توسعت شبكة المحطات لاحقاً في المحيطين الأطلسي والهادئ، وشهد النظام تطورات إدارية وتقنية عديدة مع مرور السنين. تغير اسم النظام الأصلي في عام 1985 ليصبح نظام مراقبة الأعماق المتكامل (Integrated Undersea Surveillance System) بعد إضافة مصفوفات متنقلة وأنظمة جديدة. ظلت الأوامر والعامة مغطاة بالمصطلحات الأوقيانوغرافية حتى عام 1991 عندما رفع اللاسلكي والسرية عن المهمة رسمياً. أتاحت هذه التحولات لاحقاً استخدام البيانات لتطبيقات مدنية وبيئية، منها تقييم قيمة هذه المصفوفات في الرصد البيئي للمحيطات بالتعاون مع الجهات العلمية المدنية.

كيف تعمل شبكة الهيدروفونات وقاع المحيط

يعتمد النظام على سلاسل من مصفوفات الهيدروفونات تحت الماء المرتبطة بكابلات من خلال تكنولوجيا الاتصالات التجارية وتمتد في قاع المحيط. وُضعت الهيدروفونات على المنحدرات داخل قناة الصوت العميق لتمكين معالجة تكوين الحزم في المرافق الساحلية. تضمنت المصفوفات الأولى أربعين هيدروفوناً موزعة لتوفير الفتحة اللازمة لمعالجة الإشارات وتكوين حزم أفقية دقيقة. قامت هذه الحزم بتحليل الترددات الضيقة للتمييز بين إشارات الضوضاء البحرية وتحديد الترددات المرتبطة بالآلات الدوارة.

سجلت شاشات المراقبة الساحلية الطاقة الصوتية والتردد مقابل الزمن رسامياً عبر مخططات لوفارغرام (LOFARgram) التي فحصها أفراد مدربون بعناية. عندما تمسك مصفوفتان أو أكثر بهدف معين، فإن الاتجاهات المأخوذة من كل مصفوفة تعطي موقداً تقريبياً عبر التثليث. تطلبت هذه العمليات السرية تواجداً أمنياً مشدداً، حيث اتسمت المنشآت بسوار أمني خارجي ومباني محطات بمداخل حراسة منفصلة. قام أفراد متخصصون بتركيب الأجهزة داخل تلك المحطات وسط تدابير أمنية صارمة تمنع وصول كافة العاملين إلى الأجزاء التشغيلية.

امتدت هذه البنية التحتية عبر محطات عديدة منذ النصف الثاني من القرن العشرين، وشهدت عمليات دمج مركزية مع تطور تقنيات الكابلات. تحولت العديد من المنشآت القديمة إلى مراكز معالجة مركزية تسمى منشأة معالجة المحيطات التابعة للبحرية (NOPF) لتغطية المحيطات المختلفة بكفاءة عالية. أتاح هذا التكامل المستمر رصد الأنشطة بدقة بالغة مع الحفاظ على سرية المعلومات المتداولة للأسطول عبر رسائل مشفرة ومصممة بعناية فائقة.

التحول نحو الاستخدام البيئي ورصد المحيطات

منحتي البحرية الأمريكية في أكتوبر 1990 الموافقة للوصول إلى مصفوفات النظام في شمال المحيط الهادئ لتقييم قيمتها في الرصد البيئي. جاء هذا القرار كجزء من مبادرة الاستخدام المزدوج للحكومة الأمريكية للاستفادة من البنية التحتية العسكرية في الأغراض العلمية. بدأت أنظمة جمع البيانات التي طورتها برامج علمية تابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي العمل بانتظام منذ 29 أغسطس 1991. رُصدت وسُجلت الإشارات الصوتية القادمة من شمال المحيط الهادئ في منشأة تابعة لتلك الجهات في ولاية أوريغون.

أصبح هذا الرصد أداة رئيسية لمتابعة النشاط الزلزالي منخفض المستوى والكشف الفوري عن النشاط البركاني على طول مراكز انتشار القشور في شمال شرق المحيط الهادئ. ساهم هذا الاستخدام الحقيقي في دعم الأبحاث الأوقيانوغرافية الخاصة بالأنظمة الحرارية المائية في قاع المحيطات. تم تحقيق الاستحواذ على البيانات من خلال الجمع بين أجزاء من مرافق معالجة البحرية والأنظمة المصممة علمياً والمثبتة في منشأة معالجة المحيطات بواشنطن.

وصلت مخرجات الإشارات الخام من هيدروفونات محددة إلى الأنظمة المدنية لتمر عبر مرشحات الترددات المنخفضة وتخضع للرقمنة المؤقتة على الأقراص الصلبة. نُقلت البيانات الرقمية عبر شبكة واسعة النطاق تعتمد على بروتوكولات الربط لربط حاسوب الاستحواذ بنظام تحليل موجود في المختبرات العلمية. أتاح هذا الربط المستمر عبر خطوط هاتفية مخصصة ومففرة تتبع الظواهر البيئية والصوتية في أعماق المحيطات بفاعلية مستمرة.

زاوية معلوماتإليك المقال الصحفي المطلوب حول أنظمة المراقبة الصوتية البحرية:

السؤال: ما هي أنظمة المراقبة الصوتية التابعة للبحرية الأمريكية المستخدمة لتتبع الحيتان والقطع البحرية؟ العنوان: شبكة الآذان الخفية في قاع المحيط لتتبع الحيتان والغواصات الملخص: تعتمد البحرية الأمريكية على شبكة مراقبة صوتية تحت الماء تُعرف بنظام "سوسوس" لتعقب الأصوات عبر مسافات هائلة في أعماق المحيطات.

أعماق المحيطات تنطق بالأسرار عبر شبكة صوتية مخفية

تخيل أن قاع المحيط الشاسع مليء بشبكة خفية من الآذان الحساسة التي ترصد أصوات أعماق البحار على بعد آلاف الأميال. لم تكن هذه الشبكة الواسعة سوى نظام المراقبة الصوتية المعروف اختصاراً بـ "سوسوس" (SOSUS)، والذي وُلد في الأصل كفكرة بحثية طورتها البحرية الأمريكية لتعقب الغواصات السوفيتية. كانت هذه المنظومة تعتمد على التقاط الأصوات ذات الترددات المنخفضة للغاية عبر كابلات ممدودة في قاع البحر ومحطات ساحلية مخصصة لهذا الغرض السري.

تستغل هذه الشبكة القنوات الصوتية العميقة في المحيطات، والمعروفة باسم قناة الصوفار، حيث تتيح هذه الطبقة المائية انتقال الأصوات لمسافات بعيدة للغاية دون أن تضيع طاقتها. كان المهندسون يعتمدون على معدات تحليل تسجل الطاقة الصوتية والترددات مقابل الزمن لتشكيل رسوم بيانية دقيقة تُعرف باسم لوفرغرام، مما يساعد المشغلين على تمييز الأصوات المرتبطة بالآلات أو الكائنات البحرية بدقة بالغة.