МОСКВА, 23 апреля, ДВ-РОСС. На очередном заседании Президиума Российской академии наук, состоявшемся на этой неделе, его участниким было предложено научное сообщение «Низкочастотная акустика океана», с которым выступил доктор физико-математических наук Александр Лучинин из Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

«Низкочастотная акустика океана»
А.Г Лучинин предложил к обсуждению фундаментальные и прикладные проблемы современной низкочастотной акустики океана. «Этот раздел гидроакустики занимает особое место при исследованиях океана. Низкочастотное акустическое поле (диапазон частот ниже 1 кГц, длины волн более 1.5. м) способно распространяться на большие расстояния (несколько тысяч километров), слабо затухая. При этом акустический сигнал, прошедший это расстояние, несёт в себе информацию о происходящих в океане изменениях, что может быть использовано в самых различных задачах.

Можно говорить о трёх направлениях применения низкочастотных акустических полей.

Первое достаточно много обсуждалось в конце прошлого века и относится к дистанционным исследованиям природных явлений в океане, в частности, диагностике движений различных масштабов – внутренних волн, течений, океанических вихрей и даже поверхностных волн. Фактически речь идёт об акустической томографии океана. Сюда же примыкают задачи акустической термометрии с выходом на проблему изменения климата (глобального потепления). Поскольку скорость звука в воде зависит от её температуры, можно по долговременным измерениям времени прихода импульсного сигнала, прошедшего большое расстояние, судить о температурных трендах. Это подтверждают примеры успешной реализации пилотных проектов «акустического термометра» в Арктическом бассейне (выполненных совместно с американскими исследователями).

Второе направление применения связано с проблемами изучения строения океанического дна, структуры шельфа, задачами геологоразведки. Оно достаточно традиционно в том смысле, что методы акустического сейсмозондирования хорошо развиты и широко используются. Например, новые методы и технологии, которые основаны на применении когерентных источников звука (в отличие от применяемых ныне пневмопушек, подобным взрывным источникам) и должны найти применение в ближайшем будущем. Есть несколько причин, по которым при сейсмозондировании шельфа и дна океана желательно переходить на новые технологии, предлагаемые низкочастотной акустикой. Первая причина чисто экологическая. Свойства современных когерентных источников звука (в частности разработанных в Институте прикладной физики РАН) позволяют использовать для зондирования низкие уровни излучения. Можно использовать так называемые сложные сигналы с относительно низким уровнем мощности и большой начальной длительности, которые при приёме сворачиваются в короткие импульсы большой амплитуды, сохраняя высокое разрешение по дальности и обеспечивая хорошее отношение сигнал/шум. При таком способе работы мы фактически размениваем мощность на длительность при сохранении общей энергии излучения и необходимого разрешения по глубине. Второе преимущество когерентных сигналов связано с возможностью синтеза приёмной апертуры. В этом случае мы получаем акустический аналог радиолокатора с синтезированной апертурой и возможность отказа от сверхдлинных буксируемых приёмных антенн – сейсмокос, что естественным образом упрощает и удешевляет технологию изготовления приёмных антенн и позволяет увеличить производительность съёмки с одновременным увеличением разрешения в горизонтальной плоскости. Первые пробные эксперименты сейсмозондирования с применением этих технологий показали их перспективность.

Третье, важнейшее направление применения низкочастотных акустических полей связано с оборонными задачами, именно с обеспечением наблюдения и контроля за подводной обстановкой, особенно в окраинных морях России и, в конечном счете, с обеспечением национальной безопасности».

В докладе также приведены примеры уникальных разработок низкочастотной излучающей и приёмной аппаратуры, выполненных Институтом прикладной физики РАН. Некоторые из них внедрены или внедряются различными промышленными организациями.

Принявший участие в обсуждении доклада председатель научного совета РАН по комплексной проблеме «Гидрофизика» академик Андрей Гапонов-Грехов отметил, что «Низкочастотный звук – уникальный метод изучения океана, с его помощью можно изучать и структуру дна. В настоящее время разработаны источники сигналов высокого разрешения. Область применения метода расширяется (геология, оборонная промышленность). Во всех направлениях ведутся фундаментальные исследования. Но акустика океана – это дорогое удовольствие, исследования страдают от недофинансирования. Необходимо создать специальный научный совет, который занимался бы проблемами изучения океана. Необходимо усилить внимание к координации работ (изначально акустика развивалась на стыке различных наук). К программе фундаментальных проблем океанологии необходимо привлечь физиков».

По мнению директора Института проблем международной безопасности РАН академика Андрея Кокошина, «данная проблема достойна быть вынесена на рассмотрение Совета безопасности РФ. Нужно выносить на обсуждение и экономическую составляющую, есть неинформированность лиц, принимающих решения. Вопрос надо ставить на политическом уровне».

Директор Института лазерной физики Сибирского отделения РАН академик Сергей Багаев также считает проблему исключительной важности: «Необходимо повысить активность в интересах обороны и безопасности государства. В настоящее время есть поручение об организации программы фундаментальных исследований в интересах обороны».