Jak funguje pátrání po letadlech v hlubokém moři

Problém, který nemá obdoby

Když komerční letadlo zmizí nad otevřeným oceánem, náročnost jeho nalezení zastíní téměř jakoukoli jinou pátrací a záchrannou operaci v lidské historii. Jižní Indický oceán – kde se předpokládá, že se v březnu 2014 zřítil let MH370 společnosti Malaysia Airlines – dosahuje hloubky až 4 000 metrů, rozprostírá se na milionech kilometrů čtverečních a patří mezi nejodlehlejší a nejhůře zmapované oblasti na Zemi. I po více než deseti letech týmy používající nejpokročilejší dostupné námořní roboty stále nenalezly hlavní vrak, což ilustruje, jak obrovský tento úkol skutečně je.

První závod: Nalezení majáku černé skříňky

Každé komerční letadlo má dva letové zapisovače – záznamník letových údajů (FDR) a záznamník hlasu z kokpitu (CVR), hovorově známé jako „černé skříňky“. Ke každému z nich je připojen podvodní lokalizační maják (ULB): malé zařízení, které se automaticky aktivuje při kontaktu s vodou a začne vysílat ultrazvukový puls o frekvenci 37,5 kHz jednou za sekundu.

Podle SKYbrary jsou tyto majáky konstruovány pro provoz v hloubkách až 6 000 metrů a jsou navrženy tak, aby vysílaly signál po dobu nejméně 30 dnů. Pátrací plavidla táhnou vlečené lokátory signálu (TPL) – hydrofonní pole – vodou, aby zachytila signál. Háček je v tom, že v hloubkách větších než asi 2 kilometry signál o frekvenci 37,5 kHz rychle slábne a obvykle jej nelze detekovat z povrchu. Lodě se musí dostat blízko – někdy do vzdálenosti 1–2 kilometrů – aby jej uslyšely.

Pokud maják není nalezen do 30 dnů, nebo pokud je oblast pátrání příliš rozsáhlá, týmy se musí přesunout k pomalejšímu a systematičtějšímu přístupu: mapování samotného mořského dna.

Sonar: Vidět bez světla

Pod několika sty metry sluneční světlo nepronikne. Nalezení vraku vyžaduje akustické zobrazování – používání zvukových vln tak, jak netopýři používají echolokaci. Existují dva primární sonarové nástroje používané při pátrání v hlubokém oceánu.

Boční sonar vysílá vějířovité pulsy zvuku na každou stranu vozidla a měří intenzitu vracejících se ozvěn. Tvrdé předměty odrážejí více zvuku; měkké sedimenty jej absorbují. Výsledkem je černobílý obraz mořského dna, který odhaluje neobvyklé tvary, anomálie a pole trosek. Jak vysvětluje NOAA Ocean Exploration, technika je podobná svícení baterkou do strany přes povrch – objekty vrhají akustické „stíny“, které analytikům pomáhají je identifikovat.

Sonar se syntetickou aperturou (SAS) je sofistikovanější metoda. Namísto spoléhání se na jediný signál kombinuje více překrývajících se odrazů, jak se vozidlo pohybuje vpřed, a generuje tak mnohem ostřejší obrazy než konvenční boční sonar. To umožňuje detekovat menší objekty a odlišit vrak od přírodních prvků na mořském dně.

Autonomní podvodní vozidla: Tahouni

Sonar namontovaný na trupu lodi vysílá signály z povrchu do hloubek několika kilometrů, ale výsledné rozlišení je hrubé – každý pixel obrazu může představovat oblast o velikosti fotbalového hřiště. K dosažení detailů potřebných k identifikaci trosek letadla nasazují pátrači autonomní podvodní vozidla (AUV), která operují jen desítky metrů nad mořským dnem, kde se rozlišení sonaru dramaticky zlepšuje.

V obnoveném pátrání po MH370 nasadila texaská firma zabývající se námořní robotikou Ocean Infinity svou flotilu Armada – štíhlá, poloautonomní plavidla, která vypouštějí a vyzvedávají roje AUV přes měsíční otvory v trupu. Podle Scientific American mohou tato AUV strávit až čtyři dny pod vodou, mapovat mořské dno v hloubkách blížících se 6 000 metrů pomocí více paprskového sonaru, profilovačů pod dnem pro zobrazení pod sedimentem a magnetometrů pro detekci kovových trosek. Schopnost provozovat více AUV současně dramaticky zvyšuje rychlost pokrytí ve srovnání s dřívějšími misemi s jedním vozidlem.

Proč oceán prozatím vítězí

I s nejmodernější technologií čelí pátrání v hlubokém oceánu tvrdým fyzickým limitům. Jižní Indický oceán je obrovský: Ocean Infinity prohledala od roku 2018 zhruba 140 000 kilometrů čtverečních a dosud nenašla hlavní pole trosek MH370, podle NPR. Každá pátrací kampaň závisí na nejpřesnějším odhadu místa havárie odvozeném z dat satelitní komunikace – což je nepřesná věda. Malá chyba v odhadované letové dráze se může promítnout do stovek kilometrů posunu na mořském dně.

Hlubokomořské proudy také postupem času rozptylují trosky a silné vrstvy mořských sedimentů mohou vrak zcela pohřbít – takže i ty nejlepší sonarové snímky jsou nejednoznačné. Samotná analýza dat je náročná na práci: PBS NewsHour uvádí, že analytici musí zkontrolovat tisíce sonarových snímků kvůli anomáliím, což je proces, kterému stále více pomáhá strojové učení, ale je stále daleko od automatizace.

Oblast, která se transformuje

Dlouhé pátrání po MH370 urychlilo inovace v technologii námořního pátrání. AUV jsou nyní rychlejší, potápějí se hlouběji a nesou bohatší senzorové vybavení než kdy dříve. Výzkumníci na MIT vyvíjejí sonarová pole na povrchových vozidlech, která by mohla mapovat rozsáhlé oblasti bez nutnosti nasazovat podvodní roboty. Tragédie, i když nevyřešená, učinila hluboký oceán o zlomek méně neznámým – a další pátrání o něco pravděpodobnější, že bude úspěšné.