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中国取得前沿性突破:量子技术将引发潜艇革命

2013-06-27 00:05
瑾年Invader
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  潜艇,以隐蔽性强而被称为“水下幽灵”。然而,潜艇在水下隐蔽得深也有一大缺点,很难与向其提供指令和信息的海军基地联络,也很难把信息传回基地。现在,量子技术可能会改变这一切,使下潜的潜艇能够借助激光脉冲,与卫星交换加密密码和讯息。

  潜艇激光通信的诞生

  随着信息化的进程,在未来的高技术及信息化战争中,如何进一步增加信息传输的速率和距离,提高通信系统的有效性、可靠性等问题,在一定程度上决定着战争的取向。随着以激光为信息载体的激光通信技术的发展,激光通信技术在军事上的应用受到了各国军方的高度重视。

  潜艇作为海军的重要作战力量,要发挥其隐蔽性和突然性的战术优势,必须下潜至混合层,亦即海平面以下60~100米的深度,在此深度下,声呐不容易发现潜艇。此时,潜艇同外界的联络是通过极低频或甚低频无线电通信(ELF或VLF)达成的,因为海水对极低频或甚低频无线电波衰减较小,电波可以穿透海水一定深度。

  然而,极低频和甚低频无线电通信有许多弊端,已不能满足现代网络中心战的要求。首先,发信台站十分庞大,抗毁能力差;其次,潜艇必须通过拖曳天线来收信,在此情况下,为了取得较好的收信效果,潜艇不得不调整自己的方位和降低速度。第三,甚低频和极低频通信的最大缺点是带宽窄,影响了通信的速度:甚低频1秒钟能够传递几百比特的信息,而极低频每分钟只能传递几比特的信息,这势必影响了复杂数据的传递,比如视频数据。远远不能适应信息化战争对大量情报、侦察和监视数据的需要。

  激光对潜艇通信的概念,是60 年代初期提出来的。直到1978 年,美国国防远景规划局和海军才下决心,正式开始实施激光对潜艇通信的研究发展工作。实施激光对潜艇通信计划有两个主要方案:陆基激光器方案和空间激光器方案。

  陆基激光器方案的基本构想是,将大功率激光器安放在陆地上,并在地球同步轨道上放置一部可调反身镜。带有信息的激光束自地面发出后,经空间反射镜再转向海面。空间激光器方案的基本构想是,将激光器安装在卫星上,上行线采用无线电通信,下行线就是激光通信。解决这些问题,所涉及的技术相当复杂,其中包括潜艇、激光器、接收机、卫星、水文和气象等各个方面。

  1984 年,亚利桑那大学研制了一种原子谐振滤光器。滤光器有效地改善了潜艇水下收信性能,使水下接收的深度增加了数百英尺,将报文传递时间缩短到原来的十五分之一,还可在一定程度上降低对激光器输出功率的要求。而且体积小,更为经济实用。另一方面,氯化氙激光器技术的发展,加之激光穿透浓厚之层与潜航潜艇通信演示的成功,国防远景规划局已确信,激光对潜艇通信的探索方向从陆基激光器方案与空间激光器方案齐头并进的做法,转到完全集中精力于空间激光器方案。

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