سونار چیست و چگونه زیردریایی ها را به دام می اندازد؟

در اولین روزها جنگ جهانی دوم، نیروی دریایی متفقین با چالشی بزرگ روبرو شدند: اینکه چگونه ناوگان روزافزون یوبوت های آلمانی (زیردریایی های مشهور آلمان در طول جنگ جهانی دوم) را شناسایی کرده و مانع از تکرار تجربه ویرانگر جنگ جهانی اول شوند. در حالی که زیردریایی های آلمانی تلفات سنگینی را بین سال های ۱۹۳۹ تا ۱۹۴۵ به ناوگان کشتی های متفقین وارد کردند اما یک تکنولوژی جدید به نام سونار (sonar) ابزار مهمی را در اختیار آن ها قرار داد تا زیردریایی های آلمانی را موقعیت یابی و غرق نمایند. امروزه، سونار به یک ابزار نظامی پیچیده تبدیل شده که هم توسط زیردریایی ها و هم هلیکوپترها برای تعقیب اهداف سطحی و زیرسطحی استفاده شده و هدف اصلی آن تحکیم کنترل بر سطح اقیانوس های جهان است.

چطور سونار ابداع شد؟

در واپسین روزهای جنگ جهانی اول، نیروهای دریایی بریتانیا و فرانسه سخت برای کاهش تلفات خود از دست یوبوت های آلمانی تلاش می کردند. زیردریایی های Kaiser، در تلاش برای اخلال در اقتصاد متفقین، بیش از ۳۰ درصد از ناوگان کشتیرانی تجاری آن ها در سراسر جهان را غرق کرده بود. یک نوع سنسور جدید به نام کمیته تحقیقی شناسایی زیردریایی های متفقین (ASDIC) در شناسایی زیردریایی های دشمن از طریق صدا به کار گرفته می شد. این سیستم، شوربختانه، که بعدها نامش به مسیریابی و مسافت یابی صوتی یا همان SONAR تغییر یافت، در زمان مناسب آماده نبود تا بتوانند تاثیری بزرگ در میدان نبرد داشته باشد.

بیست سال بعد و در دوران جنگ جهانی دوم بود که سونار ارزش خود را در شکار نسل جدید یوبوت های آلمانی نشان داد. سونار به شکارچیانِ زیردریایی ها، ناوشکن ها، رزمناوها و ناوچه ها امکان داد تا حتی بتوانند زیردریایی های عمق دریا را نیز شناسایی کرده و سپس با مهمات های عمق زن و دیگر سلاح های ضد زیردریایی، آن ها را غرق کنند. سونار به عنوان یک ابزار شناسایی در دوران جنگ سرد بسیار پیشرفته تر نیز شد، در شرایطی که شوروی به سرعت در تعداد زیردریایی ها نسبت به کشورهای ناتو برتری یافت و جهان را در آستانه نبرد سوم آتلانتیک قرار داد.

انواع سونار: فعال و غیرفعال

دو نوع سونار وجود دارد: فعال (active) و غیرفعال (passive). سونار فعال شامل این است که یک کشتی جنگی امواج صوتی را به سمت زیر آب منتشر می کند: اگر امواج صوتی با یک شیء زیر آب مانند یک زیردریایی برخورد کنند، منعکس شده و به کشتی باز می گردند که به عنوان شیئی که باید بیشتر بررسی شود ثبت می گردد. کشتی فرستنده موج صوتی می تواند با محاسبه زمان بازگشت امواج صوتی، فاصله خود با آن شیء را برآورد نماید. بازگشت های مکرر امواج صوتی به شکارچیان زیردریایی این امکان را می دهد که متحرک بودن یا نبودن هدف، مسیر حرکت و سرعت آن را نیز اندازه گیری نمایند.

اریک مورنو، سرباز نیروی دریایی ایالات متحده که سال ها در کشتی جنگی USS Hampton خدمت کرده، در این باره می گوید: «هیچ راه ساده ای برای مخفی شدن از سونار فعال وجود ندارد. اگر انعکاس صدا داشته باشید به احتمال فراوان شناسایی خواهید شد. زیردریایی ها دارای ساختارهایی موزاییکی هستند که به قسمت بیرون بدنه وصل می شوند تا بازگشت موج صوتی را کاهش دهند. همانند هواپیماها، تنها راه واقعی برای مخفی شدن، رفتن به عمق آب است».

به گفته مورنو، ناوگان تمام هسته ای زیردریایی های نیروی دریایی ایالات متحده چالش های منحصربفردی پیش روی خود می بیند: «زیردریایی های دیزلی می توانند کف دریا ایستاده و خود را شبیه یک صخره جا بزنند. زیردریایی های هسته ای به خاطر سیستم خنک کننده رآکتور این قابلیت را ندارند. پمپ های خنک کننده اصلی همیشه فعال هستند، پس نمی توانید با بی حرکت نشستن در کف دریا، ریسک رسوب گرفتگی لوله کشی خنک کننده را به جان بخرید».

سیستم سونار فعال معمولاً هم شامل فرستنده برای انتشار امواج قوی صوتی و هم دریافت کننده برای گرفتن پالس های بازگشتی است. این سیستم معمولاً در قسمت سینه کشتی قرار می گیرد، درست زیر خط آب. در زیردریایی ها، فرستنده و دریافت کننده سونار فعال در قسمت دماغه آن قرار دارند. صدای واقعی سونار، برخلاف صدای پینگ نامفهومی که در فیلم های زیردریایی دیده می شود، یک صدای گوشخراش با فرکانس بالاست که می توانید آن را در این ویدیو در حدود ثانیه ۴۵ آن بشنوید.

سونار فعال موثرترین روش سونار است زیرا می تواند یک شیء کاملاً بی حرکت و بی صدا را در آب شناسایی کند. مشکل اصلی سونار فعال این است که امواج صوتی قابل شناسایی هستند، درست شبیه امواج راداری و نوری. به یک چراغ قوه فکر کنید که یک اتاق تاریک را روشن می کند: در حالی که این نور به جوینده کمک می کند به دنبال دیگر افراد مخفی شده در اتاق بگردد، تمام افراد مخفی شده در اتاق تاریک نه تنها نور را می بینند بلکه می توانند آن را تعقیب کرده و به منبع نور رسیده و لوکیشن جوینده را پیدا کنند. سونار نیز همین مشکل را دارد. کشتی که یک سونار فعال را به کار گرفته به راحتی قابل شناسایی است و در حالی که این موضوع برای یک ناوشکن شکارچی زیردریایی مشکل ساز نیست، برای زیردریایی های مشکل بزرگی به شمار می آید، زیردریایی های که برای بقا به پنهانکار بودن تکیه می کنند.

سونار غیرفعال، از طرف دیگر، ابزاری برای شناسایی کشتی هاست بدون اینکه موقعیت مکانی استفاده کننده لو برود. به این دلیل است که سونار مورد علاقه زیردریایی هاست. سونار غیرفعال در واقع شبیه گوش دادن از طریق هیدروفون های بسیار حساس است تا نشانه ای از کشتی های مجاور کشف شود. این نشانه ها شامل صدای موتور کشتی ها و دیگر سروصداها و نویزهای مکانیکی و همچنین صدای پروانه هایی است که در دل آب می چرخند.

سونار غیرفعال برای زیردریایی های استفاده ویژه ای دارد زیرا به آن ها امکان می دهد کشتی های دشمن را بدون شناسایی موقعیت خودشان پیدا کنند. کشتی های سطحی نیز می توانند از سونار غیرفعال برای کاهش امکان شناسایی سروصدای خودشان استفاده کنند، معمولاً با استفاده از کابل بلندی که یک سونار غیرفعال را به دنبال آن ها می کشد. هلیکوپترها نیز می توانند هیدروفون های خود را به درون آب برده و به صدای آب های زیر سطح گوش دهند. سونار غیرفعال به طور ویژه برای شکارچیان زیردریایی های مفید است زیرا می توانند بدون رو کردن موقعیت خود، به زیردریایی ها حمله کنند.

مورنو تصریح می کند: «سونار غیرفعال تماماً در مورد ساکت بودن است. اگر کشتی شما خودش سروصدا تولید کند، زیردریایی دشمن می تواند موقعیت آن را شناسایی کند. خدمه زیردریایی های آمریکایی آموزش دیده اند که به شدت بی صدا باشند، زمانی که باید از بشقاب های کاغذی و چنگال های پلاستیکی استفاده کرد زیرا تمیز کردن ظرف ها بسیار سروصدا تولید می کند. همچنین باید در محل استقرارتان بمانید مگر اینکه زمان پست دادنتان فرا رسیده باشد».

حتی کوچکترین و بی اهمیت ترین نویز و سروصدایی نیز در هنگام اعلام موقعیت «بی سروصدایی مطلق» (Ultra Quiet) ممنوع است. مورنو می افزاید: «اگر تاکنون بسته شدن در دستشویی فرنگی به لوله پشتش را دیده باشید علتش را می دانید. افتادن دریچه توالت ها و صدای بنگی که تولید می کنند یکی از اصلی ترین علت های سروصدا کردن هستند. روغنکاری مناسب نه تنها اتصالات را سالم نگه می دارد… بلکه از جیرجیر کردن جلوگیری می کند که شما را بی سروصدا و ایمن نگه می دارد».

سونار اصلی ترین و گاه تنها ابزار شناسایی زیردریایی ها در نبردهای ضد زیردریایی است. محدودیت میدان این نبرد- اقیانوس های جهان- بدان معناست که این سیستم شناسایی برای آینده ای نزدیک همچنان اصلی ترین ابزار باقی خواهد ماند.