طرح جدید دانشمندان برای رصد زمین با کابل‌های فیبر نوری و ماهواره‌ها

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «ساینس‌الرت»، کابل‌های فیبر نوری در سراسر اقیانوس‌ها و زیر زمین امتداد دارند تا سامانه‌های ارتباطاتی جهان را مدیریت کنند؛ اکنون دانشمندان بر این گمان هستند که این شبکه گسترده از زیرساخت‌ها را می‌توان به منظور دیگری هم به کار گرفت؛ رصد و نظارت بر سطح زمین از سمت پایین.

بطور خاص ، ۱.۲ میلیون کیلومتر (بیش از ۷۴۵ هزار مایل) کابل‌های موجود فیبر نوری را می‌توان با ماهواره‌ها و سایر ابزارهای حسگری راه دور ترکیب کرد و از این طریق کل جهان را به صورت آنی و همزمان تحت نظارت قرار داد.

اعضای این تیم تحقیقاتی می‌گویند که از این طریق می‌توان طوفان‌ها و زمین‌لرزه‌ها و همچنین عبور کشتی‌ها و نهنگ‌ها در دریاها را ردگیری کرد. این شبکه همچنین ممکن است به طور بالقوه برای شناسایی شکستگی در خطوط لوله هم به کار رود. «مارتین لاندرو»‌ دانشمند فیزیک زمین‌شناسی (geophysicist) از دانشگاه علم و فناوری نروژ می‌گوید: این می‌تواند یک رصدخانه تاریخ‌ساز برای علوم زمین و اقیانوس باشد.

این کار نظارتی از طریق توانایی‌های حسگری صوتی (اکوستیک) کابل‌های فیبر نوری انجام خواهد شد. هرگونه خم شدن یا انحنایی در کابل‌ها بر اثر امواج صوتی یا موج‌های واقعی، قابل ردیابی برای سنجش حرکت است.

برخی از اعضای همین گروه محققان سال گذشته این مساله را از طریق ردگیری نهنگ‌ها در قطب شمال نشان دادند. این دانشمندان در طول مدت ۴۴ روز در سال ۲۰۲۰ توانستند از طریق یک کابل زیر آب به طول ۱۲۰ کیلومتر بیش از ۸۰۰ ارتعاش صوتی نهنگ‌ها را ردیابی کنند. آنها همچنین یک طوفان بزرگ را در فاصله ۱۳ هزار کیلومتر دورتر ردیابی کردند.

این همه از طریق تنظیماتی موسوم به «حسگری صوتی توزیع‌شده» (DAS) و یک دستگاه با نام «پرسشگر» (interrogator) امکان‌پذیر شده است. دستگاه پرسشگر یک پالس نور را از مسیر کابل فیبر نوری ارسال می‌کند و این پالس سپس هرگونه خم شدن یا انحنایی را شناسایی کرده و با دقت اندازه‌گیری می‌کند.

لاندرو می گوید: این فناوری از مدت‌ها پیش وجود داشته اما در مدت پنج سال پیش پیشرفت عظیمی کرده است. از این رو اکنون ما قادر هستیم که از این فناوری برای نظارت و اندازه‌گیری سیگنال‌های صوتی در فاصله‌هایی تا حد ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلومتر استفاده کنیم که دستاوردی جدید است.

به گفته وی،‌ محدودیت‌هایی هم وجود دارد؛ نتایج حاصل شده توسط این سامانه حاوی «نویز» زیاد است و به همین علت با اضافه کردن ماهواره‌ها می توان حوزه کار را گسترش داد. این فناوری به طور مداوم در حال به‌ روز شدن و ارتقا یافتن است و محققان در تلاش برای فائق آمدن بر محدودیت‌های کنونی این سامانه هستند.

لاندرو می افزاید: تجربه حسگری و نظارت بر نهنگ‌ها از طریق سیستم حسگری صوتی توزیع‌شده (DAS) نشان دهنده یک کاربرد کاملا جدید از این نوع زیرساخت‌های فیبر نوری است که به علم عالی و منحصر به فرد منجر می‌شود.