Signal in Submarines: సముద్ర గర్భంలో మోహరించిన జలాంతర్గామికి, బయటి ప్రపంచంతో ఎలా కనెక్ట్ అవ్వాలి అనేది అతిపెద్ద ప్రశ్న, ఎందుకంటే నీరు రేడియో తరంగాలను వేగంగా నిరోధిస్తుంది? ఉపరితలంపై సిగ్నల్స్ అందుకోవడం సులభం, కానీ నీటి అడుగున పరిస్థితి క్లిష్టంగా ఉంటుంది. ఈ ఆర్టికల్లో, జలాంతర్గాములు ఎలా కమ్యూనికేట్ చేస్తాయో? ఏ సాంకేతికత దీనికి పరిష్కారంగా మారుతుందో సరళమైన భాషలో వివరిస్తాము.
నీరు , రేడియో
సముద్రపు నీరు, ముఖ్యంగా తేమతో కూడిన సముద్రపు నీరు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రేడియో తరంగాలను చాలా త్వరగా గ్రహిస్తుంది. దీని కారణంగా వై-ఫై, సెల్ ఫోన్ లేదా సాధారణ రేడియో సిగ్నల్స్ లోతుల్లోకి చేరలేవు. అందువల్ల, జలాంతర్గామి కమ్యూనికేషన్ కోసం ప్రత్యేక తరంగదైర్ఘ్యాలు, ప్రత్యామ్నాయ మార్గాలను ఉపయోగిస్తారు, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి దాని స్వంత ప్రయోజనాలు, పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి.
ELF అండ్ VLF
అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే పద్ధతి ఎక్స్ట్రీమ్లీ లో ఫ్రీక్వెన్సీ (ELF), వెరీ లో ఫ్రీక్వెన్సీ (VLF) రేడియో తరంగాలు. ఇవి చాలా లాంగ్ తరంగాలు, ఇవి నీటి ఉపరితలం లోపల కొంత దూరం వరకు ప్రవేశించగలవు. ELF/VLF ద్వారా, జలాంతర్గామికి తక్కువ డేటా కలిగిన మెసేజ్లను(ఉదాహరణకు, "ఉపరితలంపైకి రండి" లేదా "తదుపరి ఆదేశం") పంపవచ్చు. ఈ తరంగాల గొప్ప ప్రయోజనం ఏమిటంటే, అవి కొంతవరకు లోతుల్లోకి చేరుకోగలవు, జలాంతర్గామి స్థానాన్ని బహిర్గతం చేయకుండా సందేశాలను అందించగలవు, కానీ వాటి డేటా-వేగం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
ఫ్లోటింగ్ యాంటెనాల, బ్యూ రిసీవర్లు
ఎక్కువ డేటా అవసరమైనప్పుడు, జలాంతర్గాములు కొన్నిసార్లు ఉపరితలం దగ్గర లేదా కొద్ది లోతులో చిన్న ఫ్లోటింగ్ యాంటెనాలు లేదా బ్యూలను (buoy) మోహరిస్తాయి. ఈ యాంటెనాలు ఉపరితలంపై ఉండి ఉపగ్రహం లేదా ఓడతో హై-స్పీడ్ లింక్ను ఏర్పరుస్తాయి, అయితే జలాంతర్గామి కొద్ది లోతులో ఉంటుంది. అదేవిధంగా, కొన్ని జలాంతర్గాములు స్నార్కెల్ ఉపయోగించి పరిమిత సమయం కోసం ఉపరితలంపైకి వచ్చి ఉపగ్రహానికి కనెక్ట్ అవుతాయి.
అకాస్టిక్ కమ్యూనికేషన్, సోనార్
నీటిలో ధ్వని తరంగాలు రేడియో కంటే మెరుగ్గా వ్యాపిస్తాయి. అందువల్ల, జలాంతర్గాములు, ఉపరితల వాహనాలు అండర్ వాటర్ ఫోన్, సోనార్, ఇతర అకాస్టిక్ సిస్టమ్ల ద్వారా ఒకదానితో ఒకటి కమ్యూనికేట్ చేస్తాయి. ఈ పద్ధతి మంచి పరిధిని అందిస్తుంది. సిగ్నల్ వేగం కూడా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ఇది శబ్దం, మల్టీపాత్ ప్రభావాల ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది. డేటా రేటు పరిమితంగా ఉంటుంది.
ఆప్టికల్ - బ్లూ-గ్రీన్ లేజర్
ఇటీవలి సంవత్సరాల్లో, నీటిలో నీలం-ఆకుపచ్చ కాంతి మెరుగైన చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. కొన్ని పరిశోధనలు, ప్రయోగశాల-స్థాయి వ్యవస్థలు లేజర్లు లేదా లైట్-కమ్యూనికేషన్ను ఉపయోగించి అధిక-వేగ డేటా బదిలీ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి. కానీ ఇది స్వచ్ఛమైన నీటికి, తక్కువ దూరాలకు మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే టర్బిడిటీ, తరంగాలు సిగ్నల్ను త్వరగా కోల్పోయేలా చేస్తాయి.
రిలే నెట్వర్క్, ఆధునిక పరిష్కారాలు
ఆధునిక పరిష్కారాలలో ఉపరితలంపై అన్మ్యాన్డ్ సర్వీసెస్ (USV) లేదా డ్రోన్-ఆధారిత రిలే, బ్యూ-నెట్వర్క్, ఎన్క్రిప్టెడ్ సిగ్నలింగ్ ప్రోటోకాల్లు ఉన్నాయి. ఈ పద్ధతులు జలాంతర్గామి గోప్యతను కాపాడుతూ అవసరమైన డేటాను అందించడానికి సహాయపడతాయి. భద్రత, రహస్యత కారణంగా, సందేశాలు తరచుగా ఎన్క్రిప్ట్ అవుతాయి. తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్స్లో పరిమిత సమాచారం పంపుతారు.
సవాళ్లు - భవిష్యత్తు
జలాంతర్గామి కమ్యూనికేషన్లో ప్రధాన సవాళ్లు పరిమిత బ్యాండ్విడ్త్, సిగ్నల్-అబ్సార్ప్షన్, శబ్దం, గుర్తింపును నివారించాల్సిన అవసరం. భవిష్యత్తులో మల్టీ-మోడ్ కమ్యూనికేషన్, స్మార్ట్ రిలే నెట్వర్క్లు ఈ రంగాన్ని మరింత సమర్థవంతంగా చేస్తాయి. అలాగే క్వాంటం-సెన్సర్లు, అధునాతన ఎన్క్రిప్షన్ కూడా భద్రతను పెంచుతాయి.
నీటి అడుగున కమ్యూనికేట్ చేయడం సులభం కాదు, కానీ నిరంతర అభివృద్ధి చెందే స్మార్ట్ టెక్నాలజీ సహాయంతో, జలాంతర్గాములు ఉపరితలం నుంచి లోతుల్లో ELF/VLFపై ఆధారపడినా, స్థిరమైన సురక్షిత సంబంధాన్ని కొనసాగించగలుగుతున్నాయి.