При крупных катастрофах на шахтах, как правило, рвутся проводные линии связи с поверхностью. А невозможность установить контакт с шахтёрами, попавшими в западню, резко снижает их шансы на спасение. Но теперь эта проблема решена – появились радиопередатчики, способные общаться сквозь огромные толщи породы.
Называется эта необычная технология «Подземное радио» (Underground Radio). Её автор — Дэвид Ригор (David Reagor), физик из Лос-Аламоса (Los Alamos National Laboratory). Ещё в середине 1990-х он задумался над способами передачи информации через толщу земли. И, естественно, поскольку в то время он работал над подземным радаром, способным искать полезные ископаемые, найденное им решение было из той же области.
Ригор установил, что радиоволны с частотой в несколько килогерц хорошо проходят сквозь самые разные горные породы, даже через скалы, на расстояния, по меньшей мере, в сотню-другую метров.
Именно низкочастотные радиоволны автор изобретения и выбрал в качестве несущей. Правда, перед тем, как подземное радио нормально заработало, физику пришлось решить ряд проблем с передачей на таких волнах, собственно, полезной информации. Решение заключалось в том, что голос человека «сужался» до полосы шириной всего в 500 герц и в цифровом закодированном виде накладывался на несущий сигнал.
Цифровой же процессор и продуманная программа управления сигналом позволили избежать типичных для низкочастотной связи проблем. Типа дисперсии волн, их наложения и задержки фазы, различных шумов и так далее.
Электроника пригодилась и ещё для одного дела: при помощи своей аппаратуры Ригор научился передавать не только голос, но и текстовые сообщения.
Опытная установка, состоящая из двух «Подземных радиостанций», была испытана в реальных шахтах на большой глубине и показала надёжную трансляцию звука и данных через толщу скал протяжённостью больше 152 метров.
Американский изобретатель придумал целую стратегию использования таких станций. Россыпь этих установок можно было бы поместить в самых разных частях шахты, через каждые энное число метров. При этом на поверхности следует установить целую сеть аналогичных приёмников (для большей надёжности).
А работники шахты могли бы выходить на связь с поверхностью как напрямую, взяв «трубку» у первого попавшегося базового передатчика, так и с некоторого свободного пространства вокруг него: при помощи маленьких карманных передатчиков, связывающихся с ближайшим базовым блоком на обычной УКВ-частоте, вполне способной преодолеть пару поворотов подземной выработки (подробнее — смотрите также работу Ригора «Подземные беспроводные коммуникации» (Underground Wireless Communications), PDF-документ).
Более того, базовыми станциями низкой частоты, ведущими «вещание» прямо вверх, через горную породу, можно оснастить все датчики (газовые, температурные и так далее) в шахте. Таким образом, даже при аварии и потере проводных коммуникаций с каким-то участком, можно непрерывно получать информацию о состоянии среды в штольнях и штреках.
Наконец, наземные приёмники этой системы нетрудно связать с Интернетом, что позволит получать через Сеть любую информацию о происходящем в аварийной шахте, так же, как и общаться с теми людьми, кто оказался в ней заперт.
Любопытно, что столь важный для безопасности шахтёров проект был закончен ещё в 2003 году. Но тогда на него никто не обратил особого внимания. Потребовалось несколько катастроф на американских и мексиканских шахтах, с человеческими жертвами, чтобы об изобретении вспомнили СМИ. Последняя из таких трагедий случилась в США, в Саго, 2 января 2006-го.
Тут-то и выяснилось, что неугомонный мистер Ригор не только отточил свою удивительную технологию, но уже полным ходом сотрудничает с промышленниками, дабы вывести «Подземное радио» из стадии опытов. И нужно было лишь немного внимания прессы, чтобы о новинке повсюду заговорили как о «перспективной технологии».
Зато теперь можно сказать, что это изобретение превратилось-таки в коммерческий продукт. Американская компания Vital Alert Communication, получив от автора права на выпуск «Подземного радио», подготовила его к серийному производству и намерена начать продажи таких комплексов аварийной коммуникации уже летом нынешнего года.
Компания справедливо рассчитывает на окупаемость проекта. И не только за счёт клиентов из горнодобывающей отрасли. Такие системы связи могут оказаться незаменимыми для пожарных и спасателей, работающих на местах катастроф.
При помощи таких систем можно было бы связываться с людьми, оказавшимися под завалами разрушенных зданий. Да и сами спасатели, проникая в подземелья (скажем, в метро, где случился пожар, и где отключились обычные средства связи), не отказались бы от возможности в любой момент переговорить с коллегами на поверхности, из любого места под землёй.
В общем-то, очевидно, что и этими областями применения возможности новинки не исчерпываются. Перспективы такого подземного передатчика вы легко можете представить сами.
