Wie bringt man ein Tauchboot dazu, aus der Tiefsee Geräusche zu machen?

Die Tiefsee war schon immer wunderschön und geheimnisvoll und hat uns dazu verleitet, tiefer in den Meeresboden vorzudringen und weitere Geheimnisse zu erforschen. Aus diesem Grund haben viele Länder begonnen, bemannte Tiefseetauchtechnologien zu erforschen.

Viele Menschen sind neugierig, wie Tauchboote in der Tiefsee mit der Oberfläche kommunizieren. Liu Yeyao, Pilot des bemannten Tauchboots „Fendouzhe“ und leitender Ingenieur des Instituts für Akustik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, erläuterte dieses Problem ausführlich.

Bei der Untersuchung der bemannten Tiefseetauchtechnologie stieß das wissenschaftliche Forschungsteam auf viele Probleme. Viele Schlüsselkomponenten wurden in Zusammenarbeit mit dem Ausland entwickelt, manche Geräte wurden jedoch durch ausländische Technologie gesteuert, wie etwa die akustische Unterwasserkommunikation.

Die hydroakustische Kommunikation ist die einzige Kommunikationsbrücke zwischen dem Tauchboot und dem Mutterschiff und eine unverzichtbare Ausrüstung für bemannte Tauchboote. Ohne hydroakustische Kommunikation lässt sich nicht bestimmen, wie lange das Tauchboot braucht, um seine Ladung abzuwerfen, aufzutauchen und den Betrieb einzustellen, wenn es keine Signale vom Mutterschiff empfangen kann oder während des Tauchgangs den Kontakt verliert.

Vor der Jiaolong verwendeten alle ausländischen bemannten Tauchboote analoge Kommunikationstechnologie, ähnlich wie Walkie-Talkies. Um eine Verbindung zwischen Tauchboot und Mutterschiff herzustellen, mussten zwei Personen an der Oberfläche und unter Wasser miteinander kommunizieren. Die von meinem Land unabhängig entwickelte digitale Unterwasser-Akustikkommunikation mit hoher Geschwindigkeit ist viel einfacher als die analoge Kommunikationstechnologie. Es kann autonom Daten zwischen dem Tauchboot und dem Mutterschiff austauschen, wodurch viel Zeit und Arbeitsschritte gespart werden und sich die Wissenschaftler stärker auf die Überprüfung des Betriebs des Tauchboots, die Unterwasserprobenahme und andere Aufgaben konzentrieren können, was die Arbeitseffizienz des Tauchboots verbessert. Darüber hinaus ermöglicht die akustische Unterwasserkommunikationstechnologie einen regelmäßigen Datenaustausch zwischen dem Tauchboot und dem Mutterschiff über viele wichtige Informationen. Dadurch werden Probleme wie Sprachfehler oder mangelnde Beobachtung bei der Meldung durch das Personal vermieden.

Welche Schwierigkeiten gibt es bei der akustischen Tiefsee-Kommunikationstechnologie? Liu Yeyao sagte, die erste Schwierigkeit sei die Entfernung gewesen. Das Schlüsselwort der akustischen Unterwasserkommunikation ist Kommunikation. Wenn sich beispielsweise zwei Personen unterhalten, müssen ihre Stimmen umso lauter sein, je größer der Abstand zwischen ihnen ist. Dies ist jedoch begrenzt. Entsprechend dem menschlichen Körper ist die „Stimme“ der Unterwasserkommunikation die in der Wasserwissenschaft erwähnte Schallquellenebene. Aufgrund von Einschränkungen wie Energie, Leitungen und Gerätestrukturgröße kann der Schallquellenpegel nicht unbegrenzt erhöht werden.

Die zweite Schwierigkeit besteht darin, das empfangene Signal zu verstärken. Wenn Sie beispielsweise jemand sprechen hört, kann er möglicherweise verstehen, was Sie sagen, auch wenn Ihre Stimme sehr leise ist. Für die akustische Unterwasserkommunikationstechnologie sind besonders starke Rauschunterdrückungs- und Signalerkennungsfunktionen erforderlich. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, einen sehr guten Kommunikationsalgorithmus zu studieren.

Neben der Durchführung eingehender Forschungen zur akustischen Unterwasserkommunikationstechnologie haben Liu Yeyao und sein Forschungsteam auch zahlreiche Verbesserungen am Ortungssystem des Tauchboots vorgenommen. Sie haben beispielsweise die Algorithmen und einige technische Geräte und Hardware auf Anwendungsebene verbessert, wodurch das Positionierungssystem des Tauchboots zunehmend stabiler wurde.

Wissenschaft und Technologie sind eine starke Grundlage für ein Land, um in der Welt Fuß zu fassen. Die unermüdlichen Bemühungen der wissenschaftlichen Forscher zielen darauf ab, die in meinem Land produzierten Geräte in den heimischen Produktionsstätten herzustellen und unserem Land mehr unabhängige Rechte am geistigen Eigentum zu ermöglichen. Liu Yeyao hofft, dass sich mehr junge Menschen und Menschen mittleren Alters an der nationalen wissenschaftlichen Forschung beteiligen werden, und hofft, dass jeder im besten und geeignetsten Alter etwas Sinnvolles tun wird, um einen Beitrag für unser Land zu leisten.

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Diese Arbeit stammt ursprünglich aus „Science Popularization China – Masters Talk on the Frontiers of Science and Technology“. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.