Chińskie okręty znikną pod wodą. GPS nie będzie im potrzebny
Koniec z wypływaniem na powierzchnię po namiar. Chiny pracują nad nawigacją, która działa pod wodą.
Zespół kierowany przez Pan Shilie z Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry opracował kryształ fluoroboranowy, który pozwala generować promieniowanie w zakresie głębokiego ultrafioletu o długości fali 145,2 nm. To bardzo istotny wynik, bo wcześniejsze materiały tego typu zatrzymywały się zwykle bliżej granicy 150 nm, a zejście niżej jest technicznie trudne.
Dlaczego akurat te nanometry są tu tak ważne? Chodzi o tor-229, czyli izotop uznawany za jednego z najlepszych kandydatów do budowy zegara jądrowego. W zwykłych zegarach atomowych czas odmierza się, wykorzystując przejścia energetyczne elektronów. W zegarze jądrowym punktem odniesienia byłoby przejście energetyczne w samym jądrze atomowym. Jądro jest znacznie mniej podatne na wpływ temperatury, pól elektromagnetycznych i innych zakłóceń, więc taki zegar mógłby być znacznie stabilniejszy od obecnych zegarów atomowych.
Problem polega jednak na tym, że jądro toru-229 trzeba pobudzić bardzo konkretnym promieniowaniem. Mówi się o okolicach 148,3 nm, czyli zakresie głębokiego ultrafioletu. To światło o bardzo krótkiej długości fali, trudne do stabilnego wytworzenia i kontrolowania. Chiński kryształ osiągający 145,2 nm nie jest więc gotowym zegarem, ale pokazuje, że da się stworzyć materiał zdolny pracować w zakresie potrzebnym do dalszego rozwoju tej technologii.
Pod wodą czas jest częścią nawigacji
Precyzyjna nawigacja bez GPS opiera się na tym, że jednostka musi bardzo dokładnie wiedzieć, jak poruszała się od ostatniego znanego punktu. Każdy pomiar przyspieszenia, obrotu i prędkości musi być odniesiony do czasu. Im dokładniejszy zegar, tym wolniej narasta błąd systemu.
Okręt podwodny może przez długi czas ukrywać się pod wodą, ale jego pozycja w obliczeniach nie jest dana raz na zawsze. Jeśli błąd narasta zbyt mocno, trzeba go skorygować. To może oznaczać kontakt z systemami zewnętrznymi, a więc potencjalne wystawienie się na wykrycie. Dla jednostki strategicznej, która przenosi pociski balistyczne i ma gwarantować odstraszanie nuklearne, każda taka potrzeba jest niepożądana. Dla uderzeniowego okrętu podwodnego działającego w pobliżu floty przeciwnika również.
Zegar jądrowy mógłby zmniejszyć tę zależność. Nie zastąpi on oczywiście wszystkich elementów nawigacji, bo okręt nadal potrzebuje czujników ruchu, map dna, systemów bezwładnościowych i procedur operacyjnych. Może jednak sprawić, że cały układ będzie przez dłuższy czas zachowywał dokładność bez zewnętrznej korekty.
GPS jest słabym punktem całej nowoczesnej wojny
Współczesna wojna jest zbudowana na synchronizacji: czasu, pozycji, łączności, rozpoznania i uderzeń. GPS oraz inne systemy nawigacji satelitarnej są wygodne, ale jednocześnie podatne na zakłócanie, fałszowanie sygnału i ataki na infrastrukturę kosmiczną.
Właśnie dlatego największe armie świata aktywnie inwestują w alternatywne metody nawigacji. Chodzi o systemy inercyjne nowej generacji, nawigację kwantową, mapowanie pola magnetycznego, czujniki grawitacyjne, precyzyjne zegary, autonomiczne systemy rozpoznawania terenu i rozwiązania odporne na walkę elektroniczną. Cel jest taki, by działać nawet wtedy, gdy satelity milkną albo przeciwnik próbuje je oszukać.
Chiny bardzo konsekwentnie idą w tym kierunku. Rozwijają własny system satelitarny BeiDou, inwestują w technologie kwantowe, autonomiczne platformy podwodne, sztuczną inteligencję i sensory przeznaczone do działania w środowisku, w którym sygnał radiowy jest zawodny albo nieobecny. Zegar jądrowy pasuje tu bardzo mocno, bo wzmacnia niezależność od zewnętrznych punktów odniesienia.
Od laboratorium do okrętu droga jest jeszcze bardzo długa
Dużym błędem byłoby utożsamianie opracowania nowego materiału z gotowością operacyjną systemu nawigacji jądrowej. Choć synteza substancji zdolnej do generowania promieniowania ultrafioletowego o wymaganych parametrach stanowi istotny postęp, to nie jest oczywiście tożsama z powstaniem dojrzałego produktu wojskowego. Przed wdrożeniem takiego systemu pozostają nierozwiązane kwestie inżynieryjne, integracyjne i testowe.
Najpierw trzeba zbudować sam zegar, zapewnić jego długoterminową stabilność, zminiaturyzować go, zabezpieczyć przed wibracjami, ciśnieniem, temperaturą, wilgocią i zakłóceniami, a potem zintegrować z okrętowym systemem nawigacji. Urządzenie musi działać nie w idealnym laboratorium, ale na jednostce poruszającej się pod wodą, wykonującej manewry, pracującej w ciszy i podlegającej rygorom wojskowego bezpieczeństwa.
Przeczytaj także:
Do tego dochodzą kwestie niezawodności, kosztu, produkcji seryjnej i obsługi. Okręt podwodny nie jest miejscem, gdzie przeprowadzi się eksperyment, który działa tylko przy idealnych warunkach. Każdy element musi być sprawdzony, odporny i przewidywalny. W przeciwnym razie staje się nie przewagą, lecz ryzykiem.
Właśnie dlatego obecny przełom najlepiej traktować jako sygnał kierunku, nie jako zapowiedź natychmiastowej rewolucji. Chiny zbliżają się do technologii, która może kiedyś zwiększyć autonomię ich okrętów, ale droga od publikacji w czasopiśmie naukowym do bojowego systemu w kadłubie okrętu może potrwać lata.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
