突破水-空屏障 斯坦福大学开发空载声呐水下勘探

在探索地表和海洋深处的过程中，雷达和激光雷达扮演着重要的角色。它们犹如“空中之眼”，装备在飞机和卫星上，能够穿透云层甚至森林，为我们提供准确的数据。面对海洋深处的神秘世界，这些技术却显得捉襟见肘，因为海水会吸收大量的信号。这时，声呐技术便成为测绘海床最有效的方法。但是一个巨大的挑战在于如何从空中直接向水下发送声呐信号，因为在转换过程中会有大量的能量损失。这就像是当你潜入游泳池底部时，外部世界的喧嚣渐渐消失一样。这使得传统声呐系统的应用受到了极大的限制。一项来自斯坦福大学的创新技术正在改变这一现状。

全球各地的军事力量长期以来依赖声呐探测潜艇等水下目标，主要通过位于船底的设备进行。而目前最接近机载声纳系统的是Thales公司的FLASH低频宽带系统，尽管其设计独特，但效率较低且成本高昂，限制了其在大型海洋勘测中的使用。而现在，一支斯坦福大学的团队开发出了一种新型无人机水下勘测技术，他们找到了在不接触水的情况下从机载平台发送和接收声纳信号的技术。这一突破性的研究预示着海洋勘测的未来。这项技术被命名为光声机载声纳系统（PASS），它将激光发射到水面，通过特定的脉冲将声波转化为水下有效的声纳波。这一系统利用了激光在水面产生的超声波，能够在不接触水的情况下探测水下物体。这一技术的研发将极大地推动海洋勘测的发展，使绘制海床和勘测海洋生物变得更加容易。然而这项技术面临的挑战仍然很多。最大的挑战在于如何克服空气与水之间的单向损耗问题，这需要研究者开发出更加灵敏的系统来补偿声波在从水到空气过程中的能量损失。“我们已经开发了一种足够灵敏的系统。”研究负责人阿敏·阿巴比安表示，“尽管存在大量挑战，但我们仍可以补偿这种数量级的损失，并且仍然可以进行信号检测和成像。”这项技术的软件分析部分也表现出了强大的潜力。它能够记录信号并创建浸没物体的三维图像。软件通过校正声波从水中进入空气时的折射问题，进一步提高了成像的准确性。尽管这项技术取得了巨大的进步但仍有许多挑战需要克服其中最明显的挑战是如何将这种技术部署在直升机和无人驾驶飞机上它们产生的大量噪音和环境本身的噪音可能会对超灵敏换能器构成挑战这项技术将给全球的海洋勘测领域带来深远影响科学家们对于将其应用到实际环境中的愿景充满信心他们认为未来可以在直升飞机或无人驾驶飞机数十米的高度飞行并实现精确的海底勘测这一重大突破不仅将改变我们对海洋的认知也为未来的海洋资源开发和保护提供了强有力的支持这项技术的未来充满了无限可能让我们共同期待它能在未来的海洋勘测中发挥更大的作用为人类的探索之旅描绘更加广阔的蓝图这项技术的报道来源于Beta.COM。