حالت شب
منو
موضوعات
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین

ردیاب‌های خبرساز آیا زمان آن فرارسیده است که استانداردهای ردیابی هواپیماها و فناوری‌های سامانه‌های کنترل پرواز تغییر کند؟

Boeing 777 200ER Malaysia AL MAS 9M MRO MSN 28420 404 9272090094

اندازه فونت:

8 مارس 2014 هواپیمای پرواز شماره 370 خطوط هواپیمایی مالزی بر فراز دریای چین جنوبی از صفحه رادار ناپدید شد و باوجود جست‌وجوهای فراوان هنوز هم لاشه‌ آن پیدا نشده است. گروه‌های جست‌وجو از کشورهای مالزی، چین و استرالیا از تلاش خود ناامید شدند و مدتی پیش، خبر توقف عملیات جست‌وجو را اعلام کردند.

تناقض عجیبی است؛ در زمانه‌ای زندگی می‌کنیم که تقریبا تمامی فعالیت‌هایمان در دنیای مجازی ردیابی می‌شود، هنگام استفاده از موتور جست‌وجوی گوگل براساس اینکه از چه شهری به اینترنت متصل شده‌اید نتایج متفاوتی به شما نمایش داده می‌شود، با چند کلیک می‌توانید تبلت یا گوشی هوشمند دزدیده‌شده‌تان را پیدا کنید، اپلیکیشن‌های مسیریابی با استفاده از جی‌پی‌اس، کوتاه‌ترین و کم‌ترافیک‌ترین مسیر را به شما پیشنهاد می‌دهند، با وجود این شرایط چگونه می‌توان باور کرد در قرن بیست‌ویکم و عصر ارتباطات، هواپیمایی با چندصدنفر مسافر ناگهان از روی صفحه رادار ناپدید شود و پس از دو سال جست‌وجو هنوز هم هیچ نشانه‌ای از آن پیدا نشده باشد؟

شاید تصور کنید برج‌های مراقبت هوایی با استفاده از رادار هرلحظه از فرآیند پرواز هر هواپیما را به‌دقت زیرنظر دارد. این امر روی زمین تقریبا درست است، اما رادارها برد محدودی دارند و به‌همین‌دلیل اگر منطقه‌ای در برد رادارهای هوایی نباشد، نمی‌توان اطلاعی از موقعیت و وضعیت هواپیما به‌دست آورد. همچنین نمی‌توان در وسط اقیانوس‌ها ایستگاه راداری نصب کرد.

سوال دیگری که ممکن است به ذهنتان برسد این است که آیا نمی‌توان با ردیابی تلفن همراه مسافران موقعیت هواپیما را تعیین کرد؟ در پاسخ باید گفت علت اینکه شما هنگام استفاده از تلفن همراهتان روی زمین ردیابی می‌شوید ارتباط پیوسته آن با برج‌ها مخابراتی است. اگر این ارتباط وجود نداشته باشد تعیین موقعیت هم ممکن نیست. هنگام پرواز برفراز اقیانوس‌ها معمولا امکان استفاده از شبکه تلفن همراه وجود ندارد، مگر اینکه هواپیما به آنتن مخصوصی مجهز باشد که به‌وسیله آن با ماهواره‌های تجاری مخابراتی در ارتباط باشد.

ممکن است هنوز هم قانع نشده باشید و بگویید حتی اگر شبکه تلفن همراه در دسترس نباشد بسیاری از تبلت‌ها و گوشی‌های تلفن‌های همراه به جی‌پی‌اس مجهز هستند، چرا از آن‌ها برای موقعیت‌یابی استفاده نمی‌شود؟ ایده خوبی است، ولی باید بدانید جی‌پی‌اسی که در گوشی‌ها وجود دارد با انواعی که مثلا در خودروها از آن استفاده می‌شود متفاوت است. گوشی‌ها معمولا از نوعی جی‌پی‌اس کمکی استفاده می‌کنند که به تبادل داده‌های پیوسته متکی است. بدون وجود اینترنت یا برج مخابراتی امکان ارتباط با ماهواره و در نتیجه تعیین موقعیت به‌وسیله جی‌پی‌اس گوشی یا تبلت وجود ندارد.

بعید نیست پای ماهواره‌های تصویربرداری و جاسوسی را وسط بکشید. مگر این ماهواره‌ها از همه‌چیز روی زمین عکس‌های باکیفیت تهیه نمی‌کنند؟ بااینکه ماهواره‌ها همه‌روزه عکس‌های کم‌کیفیتی از کل زمین می‌گیرند، اما تصاویری باکیفیت بالا که برای جست‌وجوی هواپیما لازم است، چندان رایج نیست. فقط تعداد انگشت‌شماری ماهواره آمریکایی، روسی و اروپایی توان گرفتن چنین عکس‌هایی را دارند. هریک از آن‌ها تقریبا هر یک‌ونیم ساعت دور کره زمین می‌چرخند و هنگام عبور، از نواری به عرض چندصد کیلومتر عکس می‌گیرند. هریک از آن‌ها در هر روز احتمالا فقط چنددرصد از مساحت زمین را پوشش می‌دهند. با درنظرگرفتن عواملی مانند پوشش ابر و این نکته که آن‌ها تمام‌مدت درحال عکس‌برداری نیستند، در بهترین حالت احتمالا در هر روز فقط از 5درصد مساحت زمین عکس‌برداری باکیفیت بالا انجام می‌شود. تازه این همه داستان نیست؛ از برخی مناطق، مانند بعضی شهرها، بیشتر از بقیه مکان‌ها عکس گرفته می‌شود. اقیانوس جایی نیست که از آن عکس بگیرید، چون معمولا چیز جالب‌توجهی در آن نخواهید دید.

آیا ماهواره‌های جاسوسی می‌توانند کمکی کنند؟ اداره ملی شناسایی آمریکا (NRO)، شبکه گسترده‌ای از ماهواره‌های جاسوسی دارد که زمین را پوشش می‌دهد و ممکن است از هواپیمای سقوط‌کرده عکس‌هایی گرفته باشد. احتمالا آن‌ها عکس‌های دقیق‌تری در مقایسه با همتایان غیرنظامی خود می‌گیرند. آن‌ها همچنین احتمالا به فیلترهای رنگی پیشرفته‌تری مجهز هستند و احتمالا ان‌آراو نرم‌افزارهای تحلیل عکس پیشرفته‌تری هم داشته باشد که می‌توانند به یافتن لاشه هواپیما کمک کنند، اما در کل باید گفت اگر این سازمان عکسی از حادثه داشته باشد، احتمالا بدون سروصدا آن را در اختیار مقامات مسئول قرار خواهد داد؛ البته درصورتی‌که اصلا چنین کاری را صلاح بداند!

 

هواپیماها چگونه ردیابی می‌شوند؟

حالا که فهمیدیم بسیاری از روش‌هایی که فکر می‌کردیم می‌توان از آن‌ها برای ردیابی و تعیین موقعیت هواپیماها استفاده کرد در عمل کمکی به ما نمی‌کنند، خوب است با فناوری‌های اصلی‌ای که برای این کار از آن‌ها استفاده می‌شود، آشنا شویم.

برای کمک به تعمیر و نگهداری هواپیماها، بیشتر شرکت‌های هواپیمایی از «سامانه آدرس‌دهی و گزارش مخابرات هواپیما» (ACARS) استفاده می‌کنند. گزارش‌های این سامانه در لحظه برخاستن از زمین، اوج‌گرفتن، در میانه مسیر و هنگام فرود ازطریق سیگنال‌های VHF (بسامد بسیار بالا) ارسال می‌شوند. این سامانه انواع گوناگونی از اطلاعات مربوط به هواپیما را ازطریق امواج رادیویی یا ماهواره به رایانه‌هایی روی زمین انتقال می‌دهد. این رایانه‌ها اطلاعات فراوانی را که برای بررسی عملکرد و تعمیر هواپیما سودمند هستند، گردآوری و پردازش می‌کنند و شرکت‌های هواپیمایی نیز از آن‌ها برای ردیابی هواپیما هنگام پرواز و برنامه‌ریزی برای پروازهای آینده استفاده می‌کنند.

رادار آشناترین فناوری ردیابی هوایی برای ماست. برج‌های مراقبت از دونوع رادار به‌نام‌های رادار اولیه و رادار ثانویه برای ردیابی هواپیماها استفاده می‌کنند. رادار اولیه با ارسال سیگنال‌های رادیویی به‌سمت هواپیما و جمع‌آوری سیگنال‌های بازتاب‌شده، موقعیت نسبی هواپیما را تعیین می‌کند. رادار ثانویه به‌وسیله ارتباط با ترانسپاندر (Transponder) هواپیما اطلاعات را با دقت بیشتری فراهم می‌کند. ترانسپاندر در تمامی هواپیماهای تجاری وجود دارد و وظیفه دریافت سیگنال‌های رادار و پاسخ‌دادن به آن را با کد چهاررقمی منحصربه‌فردی برعهده دارد و با این روش به‌طور پیوسته در مدت پرواز، اطلاعات مربوط مانند سرعت و جهت را در اختیار قرار می‌دهد و برج مراقبت با استفاده از این اطلاعات هواپیما را ردیابی می‌کند.

البته هنگامی‌که هواپیما از محدوده برد رادارهای زمینی خارج شود تا زمانی‌که وارد محدوده رادار زمینی دیگری شود، اطلاعاتی از آن در دست نخواهد بود. پس‌ازاینکه هواپیما از محدوده برد رادار خارج شد، خلبان از امواج رادیویی با بسامد بالا برای حفظ ارتباطش با برج مراقبت و هواپیماهای دیگر استفاده می‌کند. براساس مقررات جدید هواپیماهایی که پس از سال 1400/2021 ساخته می‌شوند باید به سامانه‌ای مجهز باشند که هر دقیقه محل هواپیما را گزارش کند. اگر هواپیما با سرعت معمولی حرکت کند، درصورتی‌که دچار حادثه شود، برای یافتن لاشه آن با استفاده از موقعیتی که یک دقیقه قبل اعلام کرده بود، باید منطقه‌ای به مساحت 260کیلومتر‌مربع را جست‌وجو کرد. رادارهای نظامی هر شی پرنده‌ای را زیر نظر دارند، اما این رادارها همیشه درحال کار نیستند و نظامی‌ها نیز به‌جز در موارد خاص و به دلایل امنیتی، توجه چندانی به پروازهای تجاری نمی‌کنند.

17

هواپیماهایی که تاکنون از صفحه رادار محو شده‌اند

استفاده از رادار برای ردیابی هواپیماها ممکن است در آینده با فناوری دیگری به‌نام «پیمایش وابسته خودکار-پهن‌باند» (ADS-B)  جایگزین شود. البته درحال‌حاضر بیش از 60درصد از هواپیماهای تجاری به این فناوری مجهز هستند و شما می‌توانید با مراجعه به وب‌گاه flightradar24.com مسیر و موقعیت این هواپیماها را به‌طور آنلاین مشاهده کنید. نحوه عملکرد این فناوری این‌گونه است که یک گیرنده جی‌پی‌اس روی هواپیما نصب می‌شود و اطلاعات مربوط به موقعیت هواپیما را از ماهواره دریافت می‌کند و سیگنالی حاوی این اطلاعات و اطلاعات دیگر را به گیرنده‌های زمینی واقع در نقاط مختلف جهان منتقل می‌کند. این اطلاعات سپس به جاهای دیگری مانند ردیاب‌های آنلاین پروازها فرستاده می‌شوند.

سامانه ذخیره اطلاعات پرواز و مکالمات خلبان که اصطلاحا جعبه‌سیاه خوانده می‌شود، در دو محل یعنی در دم‌هواپیما و پشت کابین خلبان قرار دارد. این دو طوری طراحی شده‌اند که در زمان حادثه شتاب برخوردی معادل 3400 برابر شتاب جاذبه زمین را تحمل کنند. جعبه‌سیاه پس از سقوط، شروع به ارسال سیگنال روی باند اضطراری می‌کند، اما پس از 30روز باتری آن تمام می‌شود. قرار است از سال 1397/2018 عمر باتری جعبه‌سیاه به 90 روز افزایش یابد. اگر جعبه زیر آب یا جایی خارج از برد قرار داشته باشد دریافت سیگنال ارسالی آن دشوار خواهد بود، به‌خصوص با محدوده معمولا وسیعی که هواپیماها در آن سقوط می‌کنند.

بنا بر قوانین جدید هواپیماهایی که از سال 1400/2021 به بعد ساخته می‌شوند باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که بتوان هنگام سقوط در دریا، جعبه‌سیاه یا اطلاعات ذخیره‌شده در آن  را بازیابی کرد. دو ایده برای عملی‌کردن این قانون مطرح شده است. ایده اول این است که خود جعبه‌سیاه این توانایی را داشته باشد که هنگام وقوع سانحه از هواپیما جدا شود و روی سطح آب شناور شود، در هواپیماهای نظامی از این روش استفاده می‌شود. البته رعایت نکات ایمنی بسیار مهم است. جداشدن جعبه‌سیاه از هواپیما باید به‌گونه‌ای انجام شود که به مسافران یا حتی خود هواپیمای درحال سقوط آسیبی وارد نکند. ایده دوم این است که به‌محض اینکه هواپیما دچار حادثه شد اطلاعات ذخیره‌شده در جعبه‌سیاه به‌سرعت به ماهواره و سپس به گیرنده‌های زمینی منتقل شود. البته پرسش‌های بی‌پاسخ بسیاری درباره امنیت و قابل‌اعتمادبودن این اطلاعات وجود دارد.

 

ایده‌های جدید برای یافتن هواپیماهای گمشده:

1- جعبه سیاه شناور

دوسال طول کشید تا جعبه‌سیاه پرواز 447 ایرفرانس پیدا شود و جعبه‌سیاه پرواز 370 خطوط هوایی مالزی نیز شاید هرگز پیدا نشود. ایده «جعبه‌سیاه جداشونده خودکار» این است که جعبه‌سیاه به ابزاری که قابلیت شناورشدن روی آب را داشته باشد متصل و در محفظه‌ای قرار داده شود که مستقیما بیرون از هواپیما باز می‌شود. وقتی هواپیما در آب سقوط کند در محفظه باز می‌شود و گاز فشرده جعبه‌سیاه را به بیرون پرتاب می‌کند و این جعبه روی سطح آب شناور می‌شود. در این حالت احتمال یافتن آن بسیار بیشتر خواهد شد.

2- روش کمکی موقعیت‌یابی هواپیما

ایده «روش و ابزار کمک به موقعیت‌یابی هواپیما» قصد دارد مشکل گم‌شدن هواپیما را خارج از محدوده پوشش راداری حل کند. این مشکل معمولا برفراز اقیانوس‌ها رخ می‌دهد، اما در مناطقی از قاره‌های آمریکا و آفریقا که پوشش راداری ضعیفی دارند هم ممکن است اتفاق بیفتد. براساس این ایده، تمامی هواپیماهای درحال پرواز اطلاعات مربوط به موقعیتشان را دست‌کم به یک هواپیمای درحال پرواز دیگر در آن محدود ارسال می‌کنند. اگر هواپیمایی گم شود، هواپیماهای دیگر اطلاعاتی در مورد موقعیت آن قبل از ناپدیدشدن در اختیار دارند.

3- بازتاب‌دهنده زیرآبی

«سامانه موقعیت هواپیما برای موقعیت‌یابی هواپیما در محیط‌های آبی» به جست‌وجوگران کمک می‌کند بخش‌های اصلی هواپیما را پس از سقوط در آب پیدا کنند. به‌این‌منظور در بخش‌های مختلف بدنه هواپیما، ازجمله بال‌ها، دم، کابین، و موتورها، قطعاتی نصب می‌شوند که امواج سونار جست‌وجوگران را بازتاب می‌دهند. این قطعات دو صدای مختلف را بازتاب می‌دهند. یکی برای پاسخ به امواج سونار برای یافتن موقعیت اجزای هواپیما و دیگری برای پاسخ به امواج سوناری ویژه‌ای که برای تایید زیرآب‌بودن هواپیما ارسال می‌شوند.

 

احسان حاجیان

این مطلب در شماره 635، شهریور 1395 در مجله دانشمند منتشر شد

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

تلگرام گوگل پلاس لینکدین