Postawią boję i będą widzieć 2 km pod wodą. Tak będą pilnować kabli

Na powierzchni wystarczy niepozorna boja. Kilkadziesiąt centymetrów pod nią pracuje sonar, który bez światła obserwuje wszystko dookoła: nurka, bezzałogowiec, przesuwający się obiekt czy coś zbliżającego się do kabla. Norweski Kongsberg pokazał Aegir SSA, nową rodzinę systemów stworzoną właśnie z myślą o ciągłym nadzorowaniu tego, czego z brzegu właściwie nie da się zobaczyć.

Pierwszym ujawnionym członkiem rodziny jest Aegir57. To stosunkowo kompaktowy sonar przeznaczony do montażu na boi, stałej instalacji, niewielkiej jednostce nawodnej albo bezzałogowym USV. Producent podaje 360-stopniowe pole obserwacji oraz zasięg 2000 m. Techniczna karta urządzenia pozwala ustawić zakres pracy od 25 do 2500 m, więc 2 km należy traktować jako deklarowany zasięg obserwacyjny systemu, a nie absolutny limit ustawień urządzenia.

Aegir nie patrzy jednak dosłownie 2 km w dół. Chodzi o odległość akustyczną od sonaru. Jeżeli urządzenie znajduje się pod boją, może obserwować wodę wokół niej w promieniu liczonym w kilometrach. Rzeczywista geometria zależy od pochylenia wiązki, ukształtowania dna oraz miejsca montażu.

Przy idealizowanym promieniu 2 km mówimy o okręgu o powierzchni ponad 12 km kw. Nie oznacza to oczywiście, że każdy centymetr takiego obszaru będzie obserwowany z identyczną jakością. Pokazuje jednak skalę różnicy pomiędzy sonarem punktowym a wysyłaniem co jakiś czas statku inspekcyjnego wzdłuż kabla. Aegir ma po prostu stać i patrzeć.

Pod wodą klasyczne środki obserwacji szybko zaczynają mieć problem. Kamera działa świetnie, dopóki woda jest czysta, mamy odpowiednie oświetlenie i interesujący obiekt znajduje się stosunkowo blisko. Radar praktycznie nie rozwiązuje problemu tego, co dzieje się głębiej pod powierzchnią. Dlatego podstawowym narzędziem pozostaje akustyka.

Aegir57 pracuje w paśmie 55-59 kHz. Wysyła do wody impuls dźwiękowy, a następnie analizuje echo powracające od obiektów. Z czasu powrotu można wyznaczyć odległość. Z kierunku, charakterystyki echa i kolejnych pomiarów – położenie oraz ruch celu. System ma 256 kanałów nadawczo-odbiorczych i obsługuje zarówno klasyczne impulsy CW, jak i sygnały LFM, czyli tzw. chirpy, których częstotliwość zmienia się podczas impulsu.

To drugie rozwiązanie pozwala przesłać do wody więcej energii i później dzięki obróbce sygnału zachować dobrą rozdzielczość odległościową. Nie jest to więc sonar służący wyłącznie do powiedzenia operatorowi: coś tam jest. Kongsberg projektuje Aegira do wykrywania, klasyfikowania i śledzenia obiektów oraz aktywności pod powierzchnią.

Kongsberg wspólnie z Fugro zamontował już Aegira na platformie SEAWATCH działającej w Oslofjordzie. Boja jest połączona z tamtejszym poligonem testowym i przekazuje dane w czasie rzeczywistym. Podczas premiery można było oglądać bezpośredni obraz pochodzący właśnie z tej instalacji.

Cały pomysł opiera się na persistent surveillance, czyli ciągłym nadzorze. W przypadku kabla telekomunikacyjnego nie wystarczy wiedzieć, że wczoraj był cały. Najcenniejsza jest informacja, że o godz. 2:14 w jego pobliżu pojawił się niewielki obiekt, poruszał się wzdłuż konkretnego fragmentu infrastruktury, zatrzymał się, a później odpłynął. Dopiero taki zapis pozwala reagować zanim w świat pójdzie komunikat: doszło do przerwania kabla, trwa ustalanie przyczyn.

Stały sonar tworzy jednak własny problem: produkuje ogromną ilość danych. W porcie albo przy instalacji offshore pod wodą naprawdę dużo się dzieje. Przepływają jednostki, ruszają się łańcuchy kotwiczne, pojawiają się ryby, nurkowie, śmieci i obiekty niesione przez prąd. Jeżeli każde echo ma kończyć się alarmem, człowiek po kilku godzinach zacznie ignorować alarmy. Dlatego częścią koncepcji Aegir SSA jest opcjonalny wirtualny operator sonaru wykorzystujący AI.

Według Kongsberga system może działać bez ciągłej obecności człowieka przy konsoli, a jego konfigurację można dostosować do konkretnej misji. Operatorzy mają również możliwość przekazywania systemowi własnej wiedzy i sposobów interpretowania sytuacji. Nie oznacza to autonomicznej sztucznej inteligencji podejmującej decyzję o zaatakowaniu podejrzanego obiektu. Zadaniem jest przede wszystkim wychwycić interesujący kontakt z ogromnej ilości zwykłego ruchu, oznaczyć go, śledzić i pokazać człowiekowi. To różnica między monitoringiem, który wymaga 3 operatorów pracujących na zmiany, a czujnikiem mogącym tygodniami czekać na coś nietypowego.

Nietrudno zrozumieć, dlaczego podobne systemy pojawiają się właśnie teraz. Przez dno Bałtyku prowadzą kable telekomunikacyjne, energetyczne i rurociągi. Do tego dochodzą przyłącza morskich farm wiatrowych i coraz więcej infrastruktury związanej z energetyką offshore.

Jednocześnie ostatnie lata przyniosły serię zdarzeń, po których podmorskiego kabla nie można już traktować jak czegoś bezpiecznego tylko dlatego, że leży na dnie. Na Spider’s Web opisywaliśmy m.in. zerwanie Estlink 2. Po takich incydentach NATO uruchomiło Baltic Sentry, a ochrona infrastruktury podwodnej stała się jednym z głównych problemów bezpieczeństwa regionu. Jak zmieniło się podejście do ochrony Bałtyku, pisaliśmy przy okazji polsko-szwedzkiej współpracy wojskowej. Problem polega na tym, że kabla mającego kilkaset kilometrów nie da się obstawić okrętami.

Przeczytaj także:

Aegir rozwiązuje tylko część problemu i Kongsberg zresztą nie próbuje udawać, że jest inaczej. Sonar stacjonarny dobrze nadaje się do ochrony konkretnego obszaru: wejścia do portu, platformy, węzła infrastruktury, skrzyżowania kabli, stacji transformatorowej farmy wiatrowej albo miejsca szczególnie narażonego na ingerencję.

Nie ma sensu ustawiać boi co 2 km wzdłuż każdego światłowodu prowadzącego przez ocean. Do patrolowania długich odcinków potrzebne są mobilne systemy. Kongsberg ma już HUGIN-y – autonomiczne pojazdy podwodne, których wersja Endurance może podczas jednej misji pokonać do 2200 km i pracować na głębokości do 6000 m.

*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI