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  Albert de Mun  Ammut  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arakhné  Arany János  Arisztotelész  Arkhimédész  Aszklépion  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Buda  Budapest  Budapesti Vidám Park  Buddha  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Coriolis-erő  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fehérlófia  Fekete István  Feneketlen-tó  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galénosz  Ganésa  Hermész  Hippokratész  Hitler  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  Juhász Gyula  Jules Verne  Justh-párt  János vitéz  József Attila  Kaffka Margit  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Koppenhága  Kosztolányi Dezső  Krisztus  Károlyi Mihály  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Leonardo da Vinci  Liège  Louis Pasteur  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Minerva  Moirák  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nautilus  Newton  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Rubik Ernő  Róma  Római Birodalom  Skócia  Szent Heléna  Szent Margit  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Tisza István  Titanic  Tompa Mihály  VII. István pápa  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  alvás  arakhnofóbia  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  bagoly  baktérium  barlangok  beginák  beginázs  belsőégésű motor  beporzás  betegség  biológia  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  bölcső  búvárfelszerelés  búvárharang  búvárkodás  cidrimókus  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  csatorna  csecsemők  császármetszés  császárság  csütörtök  cukor  céhek  címer  denevér  diadém  dory  drón  díj  dízelmotor  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  elefánt  emlős  epekő  eretnek  etimológia  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  feketehimlő  felfedezés  felvilágosodás  finommotorika  fogkő  fondendoszkóp  fáraó  félelem  füstölgő  főzés  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszertár  gyógyítás  gyöngy  gyöngyhalászat  gőzgép  gőzhajó  gőzmozdony  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halak  halmazállapot  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  hideg  himnusz  hiszti  hogyan működik  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  hurrikán  háború  hóhér  húsevő nyövények  hüllők  hőmérő  időjárás  időszámítás  illat  immunitás  infrahangok  inkubátor  interjú  internet  ipari forradalom  irodalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jelrendszer  járvány  játék  kalogathia  kalóz  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  karácsony  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  keszonbetegség  királynévíz  kisföldalatti  klímaváltozás  koala  kolera  komló  kommunikáció  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kultúra  kultúrtörténet  kémia  kétszikűek  kétéltűek  kórház  kölni  könyvtár  közegészségügy  kőzetek  lazarett  leguán  lincselés  lizoszóma  lárva  látás  léggömb  léghajó  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetosztrikció  malária  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  metró  mikroszkóp  misztikus lények  mitokrondrium  mitológia  moszkító  munkások  mutualizmus  mágnes  május  május 1  második világháború  méhek  méhlepény  mítikus lények  mítoszok  narvál  nimfa  nyál  nyár  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  ormány  orvoslás  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  pszichológus  pulzus  pápaság  pók  rajz  receptek  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rovarok  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szappanbuborék  szavak  szellemek  szem  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szimbólum  szocializmus  szogdok  szonár  sztetoszkóp  sztrájk  szél  szúnyog  szúnyoglárva  szülés  sárkány  sáska  sáskajárás  sör  tamariszkusz  teaút  technika  tenger  tengeralattjáró  terhesség  terhességi teszt  természet  természettudomány  terroristák  teszt  tesztelés  tetvek  tisztálkodás  tobzoska  trappista sajt  trappisták  tudomány  turul  tájfun  távíró  tél  tömegközlekedés  törökfürdő  tüntetés  tűzoltók  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vadnyugat  vakcina  vakság  vallás  vasút  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  világháború  világűr  virágok  virágállat  vitorlázórepülés  vizelet  vonat  vulkán  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  zarf  zsilip  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  állatok  általános választójog  átalakulás  édesség  éghajlat  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  építmények  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  újkor  újszülött  úthálózat  ősbaktérium  őskor