أوسلو-سبأ:
اقترح علماء الجيوفيزياء بجامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية (NTNU) من خلال دراسة حديثة خطة لتحويل كابلات الألياف الضوئية التي تمتد عبر المحيطات وتنتشر تحت الأرض للتعامل مع أنظمة الاتصالات لدينا كـ"مرصد عملاق" أي استخدام هذه الشبكة الواسعة من البنية التحتية في استخدام آخر :مراقبة سطح الأرض من الأسفل.
وعلى وجه التحديد ، يمكن دمج 1.2 مليون كيلومتر (أكثر من 745000 ميل) من كابلات الألياف الضوئية الحالية مع الأقمار الصناعية وأدوات الاستشعار عن بعد الأخرى لمراقبة الكرة الأرضية بأكملها في الوقت الفعلي.
ويمكن تتبع العواصف والزلازل بهذه الطريقة ، كما يقترح الفريق الذي يقف وراء الفكرة ، وكذلك السفن والحيتان التي تمر عبر البحار. قد يكون للشبكة إمكانية استخدامها لاكتشاف خطوط الأنابيب المكسورة.
ويقول عالم الجيوفيزياء مارتن لاندرو ، من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا في الدراسة الجديدة التي نشرتها مجلة Scientific Reports . "قد يكون هذا مرصدًا عالميًا يغير قواعد اللعبة لعلوم المحيطات والأرض" .
وستتم المراقبة من خلال قدرات الاستشعار الصوتي لكابلات الألياف الضوئية. يمكن التقاط أي انثناءات في الكابلات بسبب الموجات الصوتية أو الموجات الفعلية وتفسيرها لقياس الحركة.
وقد أظهر ذلك بعض من نفس الفريق العام الماضي من خلال تعقب الحيتان عبر القطب الشمالي. على مدار 44 يومًا في عام 2020 ، تمكن العلماء من اكتشاف أكثر من 800 صوت للحيتان من خلال كابل تحت الماء يبلغ طوله 120 كيلومترًا (75 ميلًا). اكتشفوا أيضًا عاصفة كبيرة على بعد 13000 كيلومتر (8078 ميل).
وأصبح كل ذلك ممكنًا من خلال إعداد يُعرف باسم الاستشعار الصوتي الموزع (DAS) وجهاز يسمى المحقق. يرسل المحقق نبضة ضوئية عبر كابل الألياف الضوئية ، والتي تكتشف بعد ذلك أي انثناءات وتقيسها بدقة.
وسيجمع النظام بين الكابلات وأجهزة الاستشعار والأدوات الأخرى. (Landrø وآخرون ، التقارير العلمية 2022)
ويقول لاندرو: "لقد كانت هذه التكنولوجيا موجودة منذ فترة طويلة" . لكنها قطعت خطوة كبيرة إلى الأمام في السنوات الخمس الماضية ...ولذا نحن الآن قادرون على استخدام هذا لرصد وقياس الإشارات الصوتية عبر مسافات تصل إلى 100 إلى 200 كيلومتر. وهذا هو الشيء الجديد."
وهناك قيود: النتائج التي ينتجها النظام تحتوي على الكثير من الضوضاء ، وهذا يعني أن التقاط الإشارات أكثر صعوبة مما هو عليه مع أجهزة قياس الزلازل ، على سبيل المثال . وهذا هو المكان الذي تأتي فيه أجهزة الاستشعار الأخرى مثل الأقمار الصناعية ، لإضافة سياق إضافي.
وهذه تقنية يتم تحديثها باستمرار أيضًا. وفي الوقت الحالي ، لا يستطيع محققو DAS "رؤية" المكونات السابقة داخل كابلات الألياف الضوئية المستخدمة لتمديد الإشارات ، لكن الباحثين يعملون بجد للتغلب على هذا القيد.
كما أن الفريق حريص أيضًا على التأكيد على أن شبكة المراقبة العالمية الخاصة به ستعمل كمكمل للأنظمة الأخرى ، وليس كبديل. نظرًا لأن هذه الكابلات واسعة جدًا ، فقد يكون العدد المحتمل للنتائج ضخمًا.
ويقول لاندرو: "تُظهر تجربة استشعار ومراقبة الحيتان DAS استخدامًا جديدًا تمامًا لهذا النوع من البنية التحتية للألياف الضوئية ، مما أدى إلى علم ممتاز وفريد من نوعه" .
اقترح علماء الجيوفيزياء بجامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية (NTNU) من خلال دراسة حديثة خطة لتحويل كابلات الألياف الضوئية التي تمتد عبر المحيطات وتنتشر تحت الأرض للتعامل مع أنظمة الاتصالات لدينا كـ"مرصد عملاق" أي استخدام هذه الشبكة الواسعة من البنية التحتية في استخدام آخر :مراقبة سطح الأرض من الأسفل.
وعلى وجه التحديد ، يمكن دمج 1.2 مليون كيلومتر (أكثر من 745000 ميل) من كابلات الألياف الضوئية الحالية مع الأقمار الصناعية وأدوات الاستشعار عن بعد الأخرى لمراقبة الكرة الأرضية بأكملها في الوقت الفعلي.
ويمكن تتبع العواصف والزلازل بهذه الطريقة ، كما يقترح الفريق الذي يقف وراء الفكرة ، وكذلك السفن والحيتان التي تمر عبر البحار. قد يكون للشبكة إمكانية استخدامها لاكتشاف خطوط الأنابيب المكسورة.
ويقول عالم الجيوفيزياء مارتن لاندرو ، من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا في الدراسة الجديدة التي نشرتها مجلة Scientific Reports . "قد يكون هذا مرصدًا عالميًا يغير قواعد اللعبة لعلوم المحيطات والأرض" .
وستتم المراقبة من خلال قدرات الاستشعار الصوتي لكابلات الألياف الضوئية. يمكن التقاط أي انثناءات في الكابلات بسبب الموجات الصوتية أو الموجات الفعلية وتفسيرها لقياس الحركة.
وقد أظهر ذلك بعض من نفس الفريق العام الماضي من خلال تعقب الحيتان عبر القطب الشمالي. على مدار 44 يومًا في عام 2020 ، تمكن العلماء من اكتشاف أكثر من 800 صوت للحيتان من خلال كابل تحت الماء يبلغ طوله 120 كيلومترًا (75 ميلًا). اكتشفوا أيضًا عاصفة كبيرة على بعد 13000 كيلومتر (8078 ميل).
وأصبح كل ذلك ممكنًا من خلال إعداد يُعرف باسم الاستشعار الصوتي الموزع (DAS) وجهاز يسمى المحقق. يرسل المحقق نبضة ضوئية عبر كابل الألياف الضوئية ، والتي تكتشف بعد ذلك أي انثناءات وتقيسها بدقة.
وسيجمع النظام بين الكابلات وأجهزة الاستشعار والأدوات الأخرى. (Landrø وآخرون ، التقارير العلمية 2022)
ويقول لاندرو: "لقد كانت هذه التكنولوجيا موجودة منذ فترة طويلة" . لكنها قطعت خطوة كبيرة إلى الأمام في السنوات الخمس الماضية ...ولذا نحن الآن قادرون على استخدام هذا لرصد وقياس الإشارات الصوتية عبر مسافات تصل إلى 100 إلى 200 كيلومتر. وهذا هو الشيء الجديد."
وهناك قيود: النتائج التي ينتجها النظام تحتوي على الكثير من الضوضاء ، وهذا يعني أن التقاط الإشارات أكثر صعوبة مما هو عليه مع أجهزة قياس الزلازل ، على سبيل المثال . وهذا هو المكان الذي تأتي فيه أجهزة الاستشعار الأخرى مثل الأقمار الصناعية ، لإضافة سياق إضافي.
وهذه تقنية يتم تحديثها باستمرار أيضًا. وفي الوقت الحالي ، لا يستطيع محققو DAS "رؤية" المكونات السابقة داخل كابلات الألياف الضوئية المستخدمة لتمديد الإشارات ، لكن الباحثين يعملون بجد للتغلب على هذا القيد.
كما أن الفريق حريص أيضًا على التأكيد على أن شبكة المراقبة العالمية الخاصة به ستعمل كمكمل للأنظمة الأخرى ، وليس كبديل. نظرًا لأن هذه الكابلات واسعة جدًا ، فقد يكون العدد المحتمل للنتائج ضخمًا.
ويقول لاندرو: "تُظهر تجربة استشعار ومراقبة الحيتان DAS استخدامًا جديدًا تمامًا لهذا النوع من البنية التحتية للألياف الضوئية ، مما أدى إلى علم ممتاز وفريد من نوعه" .