Menj a víz alá! – 5.

Newton, szonár, tenger, tengeralattjáró, Titanic, ultrahang

Sorozatunk utolsó részében arról lesz szó, hogy a víz alatt haladó hajók hogyan tartották a kapcsolatot a környezettel, hogyan tájékozódtak és milyen eszközökkel próbálták egyszerre elrejteni önmagukat és bemérni a feléjük közeledő tárgyak vagy hajók helyzetét.

Íme, egy tengeralattjáróra szerelt periszkóp, amelyet az ügyeletes tiszt a fogantyúkkal körbe tud forgatni.

A periszkóp előnyei és hátrányai

A periszkóp olyan eszköz, amellyel akadályok fölött is át lehet látni. Neve a görög peri = körül, és szkopeó = néz szavakból áll össze. Lényege, hogy egy csőben két tükröt vagy prizmát helyeznek el, azonos szögben és párhuzamosan, egymástól meghatározott távolságban.

A megfigyelt tárgyról érkező fényt az első tükör vagy prizma a másikra továbbítja, így a fény a Z betűhöz hasonló utat tesz meg, s a végén a megfigyelő szemére vetül. Hatékonyságát a hozzá szerelhető távcsövekkel is javíthatják, s így nagyobb távolságokra is elláthatnak vele.

Az első periszkópot a Gymnote nevű, francia búvárhajra szerelték fel, az 1800-as évek végén.  A 18 méter hosszú búvárnaszádot villanymotor hajtotta, és torpedók is voltak rajta.

Természetesen a periszkópos megfigyelésnek megvolt az a veszélye, hogy hiába süllyedt a víz alá a hajó, a kiálló periszkópját könnyen észrevehette az ellensége. Emellett azt is csak bonyolult módszerekkel lehetett megoldani, hogy a tükröket megvédjék a folyamatos bepárásodástól, ezért az idők során másféle tájékozódási rendszereken kezdtek gondolkozni a mérnökök.

A bal oldali képen a tükrös, a jobb oldalin a prizmás periszkóp működési elvét látod.

Nemcsak a fény verődhet vissza!

A tengeralattjárók fejlesztésén dolgozó mérnökök hamar rájöttek, hogy a hanghullámokkal kapcsolatos kutatások eredményeit a hajók keresőrendszereiben is lehet hasznosítani. Így született meg az ötlet, hogy a tengeralattjárókon is szonár – vagyis hangvisszaverődésen alapuló – rendszereket alkalmazzanak.

A szonár (eredetileg:sonar), vagyis az ultrahangos mélységmérő neve egy betűszó, amelyet az angol Sound Navigation And Ranging (hanggal való tájékozódás és bemérés) kifejezés kezdőbetűiből állítottak össze.

Azt, hogy a vízben terjedő hangot is mérni lehet valahogyan, már Newton is feltételezte, és 1687-ben merőben elméleti alapon meg is becsülte annak sebességét. Később Culladon és Sturm a Genfi-tavon végeztek kísérleteket, villanófénnyel és víz alatti haranggal, s ezek során olyan pontos eredményre jutottak, amelyet később a tudomány visszaigazolt. A Titanic múlt század eleji katasztrófája felgyorsította a kutatásokat, hiszen minden hajótársaság szerette volna elérni, hogy a hajóin érzékelni lehessen a víz alatti jéghegyek távolságait. 1914-ben Fessendom már tudott is jéghegyet mérni, és 1924-ben már ki is futott az első, utasszállító hajó, amelyen biztonságos, szonár rendszerű mérőszerkezet volt.

A szerkezethez használt ultrahang – vagyis a 20 000 Hz-nél magasabb frekvenciájú hangok tartománya – azért is használható jól a különféle műszerekben, mert nincs hatással a megcélzott tárgyra. Emellett amikor egyik közegből a másikba lép, csökken az energiája és megtörik az iránya, valamint vissza is verődhet, ami azt jelenti, hogy ha a tudomány föltérképezte ezeknek a csökkenéseknek, megtöréseknek és visszaverődéseknek a természetét, akkor kap egy olyan rendszert, amelynek alapján pontosan ki tudja számítani az ultrahanggal megcélzott tárgyak adatait.

Így például egy tengeralattjárón egy számítógéppel pillanatok alatt ki lehet számítani, hogy a kibocsátott ultrahang egy bálnáról, egy jéghegyről vagy egy másik hajóról verődött-e vissza, illetve hogy ezek a tárgyak milyen távolságban vannak, és mekkora sebességgel közelednek vagy távolodnak. A szonár rendszerek tehát mindennél okosabb fülek és szemek a tengeralattjárókon, amelyek így ráadásul rejtve is maradhattak.

Mi az a passzív szonár?

A víz alatt nem mindig szükséges, és nem is célszerű aktívan pásztázni a környezetet, ultrahangokat is kibocsátó szerkezetekkel. Gyakran elég ehhez a hallgatózás, vagyis a passzív szonár. Ez nem egyéb, mint egy nagy mikrofon, amely felfogja a vízben terjedő hangokat. A régebbi tengeralattjárókon az orrban helyezték el a mikrofont, ami azonban sok gondot okozott, hiszen a hajócsavarok zaja lehetetlenné tette, hogy a mikrofon a hátulról érkező zajokat is érzékelje. Ezért egy ideig a szonárt a hajók egy kábelen húzták maguk mögött.

 

 

A delfinek mindenkinél tökéletesebb szonár rendszerrel rendelkeznek. Sokféle hangot, köztük ultrahangokat is kibocsátanak, amelyekkel pontosan be tudják mérni a környezetüket.

Később a tengeralattjárókra már több, nagy méretű szonár rendszert szereltek, a hajótest oldalára és farkára, sokféle antennával. Gyakran ma is inkább passzív szonárt használnak, mert ezzel kevesebb energiát fogyasztanak, és kevesebb zajt is csapnak, hiszen az aktív szonár működtetése is hanggal jár. Ma pedig már minden egyéb műszer annyira fejlett, hogy akár egy ultrahangos szonár üzemelése alapján is bemérhetnek egy hajót.

Hol használnak békés célokra szonár rendszert?

A tenger alatti hangok érzékelését a víz alatti világ feltérképezésére, rejtett üregek, barlangok fölfedezésére és egyéb kutatásokra is használhatják. Az egyik, legizgalmasabb kutatás az elsüllyedt Titanic megtalálásának programja volt.

Hetvenhárom éven át egyáltalán nem lehetett tudni, hogy pontosan hol lehetnek a roncsok. 1963-ban indult az első expedíció, amely azonban kudarcot vallott. A 4000 méteres mélységben csak különleges tengeralattjárókkal lehet dolgozni, ami nagyon költségessé tette a vállalkozást. Hogy hatékonyabb lehessen a munka, 1980-ban egy oceanográfus, dr. Robert Ballard az amerikai haditengerészet támogatásával kifejlesztett egy új, víz alatti keresőrendszert, amely a fotótechnikával ötvözte a hangtechnikát.

1985-ben egy személyzet nélküli tengeralattjáró indult el, a Ballard-féle, Argo nevű keresővel, és szeptember elsején a képernyőjén fel is tűntek a Titanic roncsának első képei. Az Argo szonárrendszert a tengerfenéken vontatták, és négy nap alatt kb. 20 000 felvételt készítettek vele a roncsról. A kutatók szeme előtt, ha homályosan is, de képek jelentek meg edényekről, cipőkről, vízforralókról és egyéb holmikról. A megrázó hatású tárgyak mellett végre azt is megtudhatták, hogy a hatalmas hajótest kettétört, és végül ez okozta az elsüllyedését. A szonár rendszer ezzel egyúttal azt is lehetővé tette, hogy a következőben a Titanicról készült könyvek és filmek közelebb legyenek a valósághoz.

Lévai Júlia


Címkék:

1917-es szocialista forradalom  A kis herceg  Ady Endre  Aiszóposz  Aitken  Albert de Mun  Ammut  Anaximandrosz  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arisztotelész  Arkhimédész  Artemisz  Asszír Birodalom  Aszklépion  Aszklépiosz  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Baradla-barlang  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Bornemisza Anna  Budapest  Budapesti Vidám Park  Carl Friedrich Gauss  Charles Babbage  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Claude Chappe  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dionüszosz  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fahrenheit  Fehérlófia  Fekete István  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Fourier-transzformáció  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galilei  Galénosz  Geomancia  Guinness rekordok  Hans Christian Andersen  Hedy Lamarr  Hippokratész  Hitler  Homo sapiens  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  John D. O’Sullivan  Jules Verne  Julius Caesar  Justh-párt  János vitéz  Jézus  József Attila  Kaffka Margit  Kheirón  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Kolumbusz Kristóf  Koppenhága  Korónisz  Kosztolányi Dezső  Kréta  Kyatice-kultúra  Károlyi Mihály  Kígyótartó  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Leonardo da Vinci  Liège  Louis Pasteur  Lucifer  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mesekönyvek  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Mithridatész  Monte Cristo grófja  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Márton kenyere  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nautilus  Nelson altengernagy  Newton  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Notre-Dame  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Pompeius Magnus  Popham-kód  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Róma  Római Birodalom  Santorius  Sinanshao  Sixtus-kápolna  Skócia  Stephen Hawking  Szent Heléna  Szent Margit  Szent Márk székesegyház  Szent Patrik  Szent-Györgyi Albert  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Thesszaloniké  Tiberius császár  Tisza István  Titanic  VII. István pápa  Vatikán  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  anemométer  antibiotikum  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  baktérium  barlangok  barlangrajz  beginák  beginázs  belsőégésű motor  betegség  biológia  bozóttűz  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  búvárfelszerelés  búvárharang  búvárkodás  cidrimókus  cineol  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  csatorna  császármetszés  császárság  csütörtök  cégér  céhek  címer  delej  denevér  diadém  dob  drón  dízelmotor  dórok  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  emlős  epekő  eretnek  etimológia  etruszkok  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  fekete lyuk  feketehimlő  felvilágosodás  feng-shui  finommotorika  fogkő  foglalkoztató  folyadékkristály  frank  fáraó  félelem  füst  füstjelzés  füstölgő  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszer  gyógyszertár  gyógyítás  gyöngy  gyöngyhalászat  gót  gőzgép  gőzhajó  hableány  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  higany  himnusz  hiszti  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  háború  hóhér  húsevő nyövények  hőmérséklet  hőmérő  ikozaéder  illat  immunitás  indiánok  inga  interjú  internet  ipari forradalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jel  jelhordozó  jelrendszer  járvány  játék  kakas  kalauzhajó  kalogathia  kalóz  kalózlevél  kalózállam  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  keszonbetegség  királynévíz  klímaváltozás  koala  kolera  komló  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kálvinizmus  készségfejlesztő  kétszikűek  kétéltűek  kígyó  kínai nagy fal  kínaiak  kódrendszer  kórház  kölni  könyvtár  kötéltánc  közegészségügy  kőzetek  lazarett  lincselés  lizoszóma  lovasfutár  lárva  látás  láz  lázfa  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetoszféra  magnetosztrikció  malária  mandula  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  marcipán  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  mikrobiológia  mimivírus  mirtuszfélék  misztikus lények  mitokrondrium  moszkító  munkások  mutualizmus  mágnes  mágnesesség  mágnesség  május  május 1  második világháború  méhlepény  méreg  narentinok  narvál  neandervölgyi  nimfa  nyál  nyár  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  postakocsi  pszichológus  pápaság  pékség  rajz  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rádiócsillagászat  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  sellő  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szavak  szem  szemafor  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szocializmus  szogdok  szonár  sztrájk  szász  szélkakas  szélzsák  szúnyog  szúnyoglárva  szülés  sör  tamariszkusz  tanulójáték  teaút  tenger  tengeralattjáró  terhesség  terhességi teszt  terroristák  teszt  tesztelés  thrákok  tirrének  tisztálkodás  tobzoska  torpedó  trappista sajt  trappisták  turul  tájoló  távíró  törökfürdő  tükörtávíró  tüntetés  tőzsde  tűz  tűzoltók  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vakcina  vakság  vasút  vegyszer  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  vikingek  világháború  virágállat  vizelet  vonatrablás  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  wifi  zsilip  zászló  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  általános választójog  átalakulás  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  úthálózat  ősbaktérium