Sasha
Writer
Theo tờ SCMP, Trung Quốc đang phát triển một mạng lưới dưới nước đầy tham vọng để cải thiện khả năng định vị, cung cấp khả năng giám sát môi trường theo thời gian thực và có khả năng theo dõi tàu ngầm và máy bay không người lái.
Mạng lưới phao nổi và chìm cùng các nút đáy biển rộng lớn là một nỗ lực nhằm mở rộng ảnh hưởng trên biển của Bắc Kinh nhưng cũng lấp đầy khoảng trống trong các hệ thống quan sát dưới nước hiện có.
Được gọi là "Bắc Đẩu dưới nước" - hệ thống định vị vệ tinh của Trung Quốc - dự án này do Bộ Tài nguyên Thiên nhiên dẫn đầu.
Mặc dù không biết dự án đang ở giai đoạn nào, nhưng Bộ Tài nguyên thiên nhiên của Trung Quốc đã tiết lộ rằng các nguyên mẫu quy mô lớn đã được xây dựng và thử nghiệm.
Nhóm nghiên cứu của bộ này đã tiết lộ thông tin chi tiết về dự án trong một bài báo được bình duyệt trên Tạp chí Đại học Kỹ thuật Cáp Nhĩ Tân vào tháng 2.
Theo bài báo, mạng lưới này sẽ dựa trên các phao nổi, phao chìm và bệ đáy biển.
Phao nổi, được trang bị nhiều bộ thu vệ tinh, sẽ cung cấp dữ liệu thời gian thực thông qua các liên kết được mã hóa.
Phao chìm ở độ sâu trung bình sẽ được sử dụng để theo dõi dòng nước và sự thay đổi độ mặn bằng máy đo độ sâu âm thanh.
Và các trạm đáy biển - được neo trên các bệ có thể tách rời - sẽ lập bản đồ động lực đáy biển và phát tín hiệu định vị ở mức centimet cho tàu ngầm và những người dùng khác.
Mạng lưới sử dụng đồng hồ nguyên tử, hợp kim chịu áp suất và "cấu trúc hình sao", trong đó mọi thứ đều được kết nối với một trung tâm.
Mạng lưới “Bắc Đẩu dưới nước” có thể loại bỏ các điểm mù đang gây khó khăn cho các hệ thống hiện có như Sáng kiến Đài quan sát Đại dương Hoa Kỳ và DONET của Nhật Bản.
“Các mạng lưới kiểm soát trắc địa dưới nước hiện tại được thiết lập trên toàn cầu bị cục bộ hóa, gặp phải các vấn đề về nguyên tắc thiết kế mạng lưới, mô hình trường vận tốc âm thanh và phương pháp xử lý dữ liệu - không đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng kiểm soát biển đa mục đích, quy mô lớn trải dài trên các vùng đại dương rộng lớn”, nhóm nghiên cứu do Liu Yanxiong từ Trung tâm nghiên cứu trắc địa đại dương của Bộ Bộ Tài nguyên Thiên nhiên cho biết trong bài báo.
Ngược lại, hệ thống của họ “có thể phản hồi các lệnh điều khiển và vận hành trên bờ để có thể chuyển đổi giữa các chế độ làm việc như định vị chủ động, định vị thụ động, định vị tăng cường và cảm biến mục tiêu không hợp tác”.
Họ cho biết hệ thống này “không chỉ có thể mở rộng phạm vi dịch vụ liền mạch và khả năng của mạng lưới trắc địa biển của Trung Quốc mà còn cung cấp hỗ trợ cơ bản cho hoạt động quan sát khoa học dưới nước”.
Mạng lưới sẽ phải vượt qua những thách thức cực độ, chẳng hạn như áp suất nghiền ở độ sâu của đại dương, tác động ăn mòn của nước mặn và sự biến dạng tín hiệu âm thanh do nhiệt độ và dòng chảy thay đổi.
Để giải quyết tình trạng méo tín hiệu, các kỹ sư đã phát triển các mô hình hiệu chỉnh tốc độ âm thanh theo thời gian thực và hệ thống dẫn đường quán tính sử dụng cảm biến áp suất.
Các nhà nghiên cứu cho biết phao chìm được báo cáo là đã đạt được độ ổn định theo chiều dọc trong phạm vi inch. Các trạm đáy biển - được hiệu chuẩn bằng các cuộc khảo sát trên tàu - đã đạt được độ chính xác định vị ban đầu xuống đến từng cm.
Theo bài báo, các mảng thủy âm của mạng lưới có thể phát hiện "các thực thể không hợp tác" - ám chỉ tàu ngầm hoặc máy bay không người lái nước ngoài - bằng cách phân tích các bất thường trong sóng âm.
Họ cho biết phao nổi đã được lập trình để lặn tự động nếu bị đe dọa và cũng có các cơ chế chống phá hoại để đảm bảo an ninh.
Nhưng việc mở rộng quy mô hệ thống cũng sẽ là một thách thức. Các nguyên mẫu được nêu chi tiết trong bài báo - đã được thử nghiệm tại các địa điểm không được tiết lộ - đã chứng minh được tính khả thi của một số công nghệ cốt lõi nhưng hiệu suất của chúng trong quá trình vận hành lâu dài vẫn chưa được biết.
Việc triển khai hàng loạt mạng lưới cũng sẽ tốn kém vì nó sẽ đòi hỏi các trạm chịu áp suất, nguồn điện và một đội tàu bảo trì lớn được trang bị thiết bị công nghệ cao như rô-bốt dưới nước.
Những khoảng trống trong hoạt động giám sát dưới nước có thể dẫn đến tai nạn. Vào năm 2021, một tàu ngầm tấn công hạt nhân Seawolf của Hoa Kỳ đã buộc phải nổi lên mặt nước sau khi va chạm với một ngọn núi ngầm chưa được khám phá ở Biển Đông, thu hút sự chú ý của toàn cầu.
Mạng lưới phao nổi và chìm cùng các nút đáy biển rộng lớn là một nỗ lực nhằm mở rộng ảnh hưởng trên biển của Bắc Kinh nhưng cũng lấp đầy khoảng trống trong các hệ thống quan sát dưới nước hiện có.
Được gọi là "Bắc Đẩu dưới nước" - hệ thống định vị vệ tinh của Trung Quốc - dự án này do Bộ Tài nguyên Thiên nhiên dẫn đầu.
Mặc dù không biết dự án đang ở giai đoạn nào, nhưng Bộ Tài nguyên thiên nhiên của Trung Quốc đã tiết lộ rằng các nguyên mẫu quy mô lớn đã được xây dựng và thử nghiệm.
Nhóm nghiên cứu của bộ này đã tiết lộ thông tin chi tiết về dự án trong một bài báo được bình duyệt trên Tạp chí Đại học Kỹ thuật Cáp Nhĩ Tân vào tháng 2.
Theo bài báo, mạng lưới này sẽ dựa trên các phao nổi, phao chìm và bệ đáy biển.
Phao nổi, được trang bị nhiều bộ thu vệ tinh, sẽ cung cấp dữ liệu thời gian thực thông qua các liên kết được mã hóa.
Phao chìm ở độ sâu trung bình sẽ được sử dụng để theo dõi dòng nước và sự thay đổi độ mặn bằng máy đo độ sâu âm thanh.
Và các trạm đáy biển - được neo trên các bệ có thể tách rời - sẽ lập bản đồ động lực đáy biển và phát tín hiệu định vị ở mức centimet cho tàu ngầm và những người dùng khác.
Mạng lưới sử dụng đồng hồ nguyên tử, hợp kim chịu áp suất và "cấu trúc hình sao", trong đó mọi thứ đều được kết nối với một trung tâm.
Mạng lưới “Bắc Đẩu dưới nước” có thể loại bỏ các điểm mù đang gây khó khăn cho các hệ thống hiện có như Sáng kiến Đài quan sát Đại dương Hoa Kỳ và DONET của Nhật Bản.
“Các mạng lưới kiểm soát trắc địa dưới nước hiện tại được thiết lập trên toàn cầu bị cục bộ hóa, gặp phải các vấn đề về nguyên tắc thiết kế mạng lưới, mô hình trường vận tốc âm thanh và phương pháp xử lý dữ liệu - không đáp ứng được nhu cầu về cơ sở hạ tầng kiểm soát biển đa mục đích, quy mô lớn trải dài trên các vùng đại dương rộng lớn”, nhóm nghiên cứu do Liu Yanxiong từ Trung tâm nghiên cứu trắc địa đại dương của Bộ Bộ Tài nguyên Thiên nhiên cho biết trong bài báo.
Ngược lại, hệ thống của họ “có thể phản hồi các lệnh điều khiển và vận hành trên bờ để có thể chuyển đổi giữa các chế độ làm việc như định vị chủ động, định vị thụ động, định vị tăng cường và cảm biến mục tiêu không hợp tác”.
Họ cho biết hệ thống này “không chỉ có thể mở rộng phạm vi dịch vụ liền mạch và khả năng của mạng lưới trắc địa biển của Trung Quốc mà còn cung cấp hỗ trợ cơ bản cho hoạt động quan sát khoa học dưới nước”.
Mạng lưới sẽ phải vượt qua những thách thức cực độ, chẳng hạn như áp suất nghiền ở độ sâu của đại dương, tác động ăn mòn của nước mặn và sự biến dạng tín hiệu âm thanh do nhiệt độ và dòng chảy thay đổi.
Để giải quyết tình trạng méo tín hiệu, các kỹ sư đã phát triển các mô hình hiệu chỉnh tốc độ âm thanh theo thời gian thực và hệ thống dẫn đường quán tính sử dụng cảm biến áp suất.
Các nhà nghiên cứu cho biết phao chìm được báo cáo là đã đạt được độ ổn định theo chiều dọc trong phạm vi inch. Các trạm đáy biển - được hiệu chuẩn bằng các cuộc khảo sát trên tàu - đã đạt được độ chính xác định vị ban đầu xuống đến từng cm.
Theo bài báo, các mảng thủy âm của mạng lưới có thể phát hiện "các thực thể không hợp tác" - ám chỉ tàu ngầm hoặc máy bay không người lái nước ngoài - bằng cách phân tích các bất thường trong sóng âm.
Họ cho biết phao nổi đã được lập trình để lặn tự động nếu bị đe dọa và cũng có các cơ chế chống phá hoại để đảm bảo an ninh.
Nhưng việc mở rộng quy mô hệ thống cũng sẽ là một thách thức. Các nguyên mẫu được nêu chi tiết trong bài báo - đã được thử nghiệm tại các địa điểm không được tiết lộ - đã chứng minh được tính khả thi của một số công nghệ cốt lõi nhưng hiệu suất của chúng trong quá trình vận hành lâu dài vẫn chưa được biết.
Việc triển khai hàng loạt mạng lưới cũng sẽ tốn kém vì nó sẽ đòi hỏi các trạm chịu áp suất, nguồn điện và một đội tàu bảo trì lớn được trang bị thiết bị công nghệ cao như rô-bốt dưới nước.
Những khoảng trống trong hoạt động giám sát dưới nước có thể dẫn đến tai nạn. Vào năm 2021, một tàu ngầm tấn công hạt nhân Seawolf của Hoa Kỳ đã buộc phải nổi lên mặt nước sau khi va chạm với một ngọn núi ngầm chưa được khám phá ở Biển Đông, thu hút sự chú ý của toàn cầu.
