潜水艇で深海から音を出すにはどうすればいいのでしょうか？

深海は常に美しく神秘的であり、私たちを海底深くに潜り込ませ、さらなる秘密を探求するよう惹きつけています。そのため、多くの国が有人深海潜水技術の研究を始めています。

潜水艇が深海でどのように海面と通信するのか、興味を持っている人は多いのではないでしょうか。有人潜水艇「粉豆哲」の操縦者であり、中国科学院音響研究所の上級エンジニアである劉イェヤオ氏がこの問題について詳しく説明しました。

有人深海潜水技術を研究する際、科学研究チームは多くの問題に遭遇しました。多くの主要部品は外国との協力で開発されたが、水中音響通信など一部の機器は外国の技術によって制御されていた。

水中音響通信は潜水艇と母船を結ぶ唯一の通信橋であり、有人潜水艇には欠かせない装備です。水中音響通信がなければ、潜水艇が母船からの信号を受信できなかったり、潜水中に連絡が取れなくなったりすると、潜水艇が積荷を投棄して浮上し、作業を停止するまでにどれくらいの時間がかかるかを判断することは不可能になります。

蛟龍号以前の外国の有人潜水艇はすべて、トランシーバーのようなアナログ通信技術を使用していました。潜水艇と母船との接続を確立するために、水面と水中にいる2人が互いに話し合う必要がありました。我が国が独自に開発した高速デジタル水中音響通信は、アナログ通信技術よりもはるかにシンプルです。潜水艇と母船の間で自律的にデータを交換できるため、多くの時間と操作手順が節約され、科学者は潜水艇の動作確認、水中サンプル採取などの作業に集中できるようになり、潜水艇の作業効率が向上します。さらに、水中音響通信技術により、潜水艇と母船の間で多くの重要な情報を定期的に交換できるため、人員の報告時の口頭の誤りや観察不足などの問題を回避できます。

深海音響通信技術の難しさは何ですか?劉イエヤオ氏は、最初の難関は距離だと語った。水中音響通信のキーワードはコミュニケーションです。たとえば、2 人が話しているとき、距離が離れるほど声を大きくする必要がありますが、これには限界があります。水中通信の「音声」は人体に対応し、水生科学で言う音源レベルです。エネルギー、回線、機器構造サイズなどの制限により、音源レベルを無制限に上げることはできません。

2 番目の難しさは、受信信号を強化することです。たとえば、誰かがあなたの話を聞く場合、たとえあなたの声がとても低かったとしても、あなたが何を言っているのか理解できるかもしれません。水中音響通信技術では、特に強力な耐ノイズ性と信号検出能力が必要です。これらを実現するには、非常に優れた通信アルゴリズムを研究する必要があります。

劉イエヤオ氏と彼の研究チームは、水中音響通信技術に関する徹底的な研究を行うだけでなく、潜水艇の測位システムにも多くの改良を加えました。たとえば、アルゴリズムやエンジニアリングアプリケーションレベルの機器やハードウェアを改良し、潜水艇の測位システムの安定性を高めました。

科学技術は、国が世界で足場を築くための強力な基盤です。科学研究者のたゆまぬ努力は、我が国の機器を国産化し、我が国がより自立した知的財産権を持てるようにすることです。劉イエヤオさんは、より多くの若者や中年層が国家の科学研究に参加することを望んでおり、誰もが最も適した年齢で意義のあることを行い、国に貢献することを望んでいる。

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新華網科学部

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