Zeus (sändare)

"Zeus" ( "ZEUS" ) - kodnamnet för radiokommunikationsobjektet (sändaren) för den ryska marinen för att överföra meddelanden till ubåtar som är nedsänkta i havsdjupet eller under den arktiska isen. Beläget på Kolahalvön . Meddelanden sändes med en bärvågsfrekvens på 82 Hz .

Utveckling

Utvecklingen av Zeus-sändaren går tillbaka till slutet av 1960-talet och början av 1970-talet. De kärnvapenubåtar som vid den tiden antogs för tjänst i Sovjetunionen kunde förbli under vatten under lång tid och göra praktiskt taget jorden runt resor i denna position. Under dessa förhållanden var en viktig uppgift behovet av att överföra kommandon till vilken punkt som helst i världshaven till fartyg belägna på ett djup av tiotals och första hundra meter. Lösningen på detta problem var skapandet av ett radiokommunikationssystem vid mycket låga frekvenser (VLF). Bärfrekvensen för ett sådant system måste vara tillräckligt låg så att elektromagnetisk strålning som passerar genom vattenpelaren dämpades så lite som möjligt på det djup som krävs. I Sovjetunionen antogs en frekvens på 82 Hz för Zeus-sändaren. I USA hade en liknande sändare för VLF-radiokommunikation ( en:Project ELF ) en frekvens på 76 Hz [1] .

En egenskap hos VLF-radiokommunikation är att ett elektromagnetiskt fält med en frekvens under 100 Hz fortplantar sig i den bortre zonen med låg dämpning - cirka 1,5 dB / 1000 km. En elektromagnetisk våg, som fortplantar sig i en vågledare som bildas av jordens yta och ett lager av jonosfären , penetrerar väggarna i denna vågledare till ett större djup, ju längre våglängden är. Från en liknande amerikansk sändare registrerades signaler i världshavet på ett djup av upp till 100 m och på ett avstånd av upp till 10 000 km. För VLF-radiokommunikation krävs dock en sändarantenn [ 2] med en längd på tiotals kilometer, och antennens låga effektivitet kräver användning av en kraftfull sändare, och endast envägskommunikation kan tillhandahållas. Ett av kraven som bestämde platsen för objektet på Murmansk-blocket av jordskorpan på Kolahalvöns territorium var att platsen för antennen var en dåligt ledande, ganska homogen bas [1] .

Utvecklingen och skapandet av Zeus-sändaren var förknippad med lösningen av ett antal icke-standardiserade teoretiska och tekniska problem. Arbetet deltog av: Kontrollcenter för långväga operativa kommunikationer av marinen, NPO dem. Komintern (nu det ryska institutet för kraftfull radioteknik, RIMR), forskningsinstitutet för likström , institutet för jordskorpan och V. A. Fok forskningsinstitutet vid St. Petersburg State University , Nizhny Novgorod Institute of Radio Physics och andra institutioner . Bygget stod klart 1985 och sedan 1986 har stridspliktsuppgifter utförts [3] . Alla verk och driftobjektet var under strikt förtroende, därför publicerades inte detaljerna om skapandet i den öppna pressen på länge [1] .

Specifikationer

Objektet inkluderar två radiosändningsmoduler åtskilda med 10 km - huvudet och backupen, var och en med sin egen antenn av en speciell design ( en:Ground dipole ). Antennerna är anordnade parallellt, i riktning från väst till öst. Antennanordningen inkluderar två stora jordelektroder som tränger djupt ner i jorden, och en antennledning kopplad till dessa elektroder, liknande en luftledning, cirka 60 km lång. På grund av underjordiska bergformationer med låg ledningsförmåga tvingas strömmarna från antennlinjen att fortplanta sig så djupt som möjligt genom en större volym berg och bildar en enorm sluten slinga, medan den del av marken mellan jordelektroderna och i deras närhet fungerar som en antenn [4] [5] . Sändaren är ansluten till gapet mellan en av ändarna av antennledningen och jordelektroden. För att kompensera för den induktiva komponenten av impedansen hos en sådan antenn är sändaren ansluten till den genom en kapacitiv matchningsanordning, som är en installation av kraftfulla kondensatorer , omkopplade beroende på driftsfrekvensen. Möjligheten till gemensam drift av radiosändningsmoduler i gemensamt läge tillhandahålls, medan effekten av elektromagnetisk strålning fördubblas [1] .

Radiosändningsmodulerna är placerade på 68°48′48″ s. sh. 33°45′06″ in. e. och °42′59″ s sh. 33°42′28″ E e . Elektriska ledningar går från dem och slutar vid 68°46′44″ N. sh. 35°09′06″ in. e. och °42′04″ s sh. 35°12′52″ E e . Ett karakteristiskt mönster visas på en satellitbild [6] [7] .

Huvudparametrarna för radiosändningsmodulen från och med 1990-talet (från källor som beskriver civil användning):

Baserat på analysen av mätningar som utfördes av amerikanska forskare 1990 i olika delar av världshaven, inklusive i Antarktisregionen , drogs slutsatsen att signalen från den ryska Zeus-sändaren vid en frekvens av 82 Hz jämfört med den amerikanska sändaren ( 76 Hz) visade sig vara ungefär 10 dB [1] .

Modulering och kodning

Enligt utländska källor skickade Zeus-sändaren meddelanden med användning av frekvensskiftnyckelmetoden med en minsta frekvensförskjutning ( eng.  Minimal Shift Keying ). Den största frekvensförskjutningen som observerades i detta fall lämnade inte området från 81,0 till 83,3 Hz. Till exempel, år 2000 i Italien, registrerades på varandra följande skurar med frekvenser på 81,6 Hz i 8 minuter och 82,7 Hz i 4 minuter. Intressant nog, i början av 1990-talet, observerades en sändare flera gånger i CW-läge med morsekod med amplitudskiftning . Naturligtvis var varaktigheten av "prickarna" och "streck" mycket längre än i det vanliga telegrafläget vid gehörsmottagning [8] .

Radiolänken med ovanstående FSK-parametrar har en mycket låg datahastighet. Detta, i kombination med den höga nivån av naturligt brus vid de använda frekvenserna, ställer särskilda krav på hur meddelanden kodas. Enligt tillgängliga uppskattningar kan överföringen av en trebokstavskodgrupp ta 15 minuter [9] [5] .

Civil användning

Sedan början av 1990-talet har problemet med sekretess försvunnit - objektets arbete kunde avlyssnas av västerländska underrättelsetjänster, och dess plats kunde ses av rymdfarkoster. Viktiga på den tiden var frågorna om att omvandla militär teknik till den civila sfären för att lösa fredliga, nationella ekonomiska problem. Denna riktning stöddes av akademiker från den ryska vetenskapsakademin V. A. Kotelnikov , som under lång tid ledde det vetenskapliga rådet för den ryska vetenskapsakademin på det komplexa problemet "Radiofysiska metoder för att studera haven och haven." De nationella ekonomiska uppgifterna inkluderar: studiet av jordens djupa struktur, olje- och gaslager, övervakning av jordbävningar och lunisolära tidvattenfenomen, förbättring av metoder och tekniker för excitation och registrering av ELF-radiosignaler, lösning av problem med miljöekologi [1 ] .

Nuvarande tillstånd

Från och med 2012 är objektet ett utvecklat komplex av radiosändare för olika ändamål i frekvensområdet från ultrakorta till ultralånga vågor, vilket gör det möjligt att inte bara sända stridskontrollsignaler till ubåtar som ligger på djupet, utan också att kontrollera alla krafter från Marinen [3] .

Anteckningar

  1. 1 2 3 4 5 6 Interaktion mellan elektromagnetiska fält från kontrollerade ELF-källor med jonosfären och jordskorpan Arkivkopia daterad 15 november 2017 på Wayback Machine : Materials of the All-Russian (med internationellt deltagande) vetenskapliga och praktiska seminariet. I 2 volymer / Rus. acad. Sciences, Avd. Geologiska vetenskaper, Kola Science Center, Geologiska institutet; kap. ed. Akademiker vid Ryska vetenskapsakademin E. P. Velikhov, suppleant kap. redaktör d.g.-m. n. Yu. L. Voitekhovsky. - Apatity, 2014. - T. 1. - 206 sid.
  2. Idén med en sådan antenn föreslogs 1959 av den grekisk-amerikanske fysikern Nicholas Christophilos .
  3. 1 2 Molkov A. V. 25 års drift av objektet "Zeus". // Severomorsk-3, jubileumsprospekt, 2012.
  4. Davidovich M.V. Inströmmande och utströmmande felaktiga lägen: analys av dissipativa dispersionsekvationer och Zenneck-vågen . — Directmedia, 2016-01-25. — 104 sid. — ISBN 9785447556662 . Arkiverad 9 januari 2019 på Wayback Machine
  5. ↑ 12 Bonnier Corporation. Populärvetenskap . — Bonnier Corporation, 1987-04. — 136 sid. Arkiverad 10 januari 2019 på Wayback Machine
  6. Arkiverad kopia . Hämtad 11 november 2018. Arkiverad från originalet 25 augusti 2011.
  7. Arkiverad kopia . Hämtad 11 november 2018. Arkiverad från originalet 25 augusti 2011.
  8. ZEVS, den ryska 82 Hz ELF-sändaren . www.vlf.it. Hämtad 9 januari 2019. Arkiverad från originalet 9 juli 2011.
  9. Norman Friedman. Naval Institute Guide to World Naval Weapons Systems, 1997-1998 . - Naval Institute Press, 1997. - 876 sid. — ISBN 9781557502681 . Arkiverad 10 januari 2019 på Wayback Machine

Länkar