জলের নিচে সনাক্তকরণের জন্য রাডার ব্যবহার করা যেতে পারে?

জলের পরিবেশে রাডারের মৌলিক সীমাবদ্ধতা

সংকেত ক্ষয়: জলের নিচে রেডিও তরঙ্গ কেন কার্যকর নয়

पारंपरिक রাডার সিস্টেম ওয়াটারের মধ্যে EM তরঙ্গ কমে যাওয়ার কারণে আন্ডারসিস কঠোর প্রয়োজনীয়তা চায়। জলের মধ্যে শোষণ এবং বিক্ষেপণের কারণে জলে রেডিও-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রিক ফিল্ডগুলি দ্রুত কমে যায়, এবং সমুদ্রের জলের উচ্চ তড়িৎ পরিবাহিতা কারণে সংকেতের সূচকীয় ক্ষতি ঘটে। অপটিক্যাল এবং UV ব্যান্ডে এই কমে যাওয়া সবচেয়ে বেশি হয়, এবং এই ব্যান্ডগুলি শুধুমাত্র ভেতরে প্রবেশ করতে পারে। জলের নিচে যোগাযোগ গবেষণায় এই সহজাত সংকটের কারণে রাডারের সনাক্তকরণ কাজ খুব উথল পরিবেশে সীমাবদ্ধ থাকে, যা গভীর জলে কাজ করার জন্য অনুপযোগী যেখানে শব্দ পদ্ধতিগুলি প্রাধান্য বিস্তার করে।

ইলেকট্রোম্যাগনেটিক এবং অ্যাকোস্টিক প্রোপাগেশন প্যাটার্ন তুলনা করা

তরঙ্গ আচরণের তুলনা করার সময় প্রধান বাধা দেখা দেয়: সমুদ্রের জলে রেডিও তরঙ্গগুলি অ‍্যাকোস্টিক সংকেতগুলির চেয়ে 1000 গুণ দ্রুত ম্লান হয়ে যায়। এটি সম্পূর্ণ বায়ো-মিমিক হতে পারে না; পরিবর্তে এটি সোনারের ধরনের উৎস হতে পারে এবং জল হাজার মাইল জুড়ে জলের নিচে শব্দ বহন করে, কিন্তু রাডারের ক্ষেত্রে তেমন নয় যদিও এটি 'সংক্ষিপ্ত পাল্লার'। লক্ষ্য করুন যে কয়েক মিটারের বেশি দূরত্বে রাডারের EM তরঙ্গগুলি ম্লান হয়ে যায় কিন্তু সোনার মানুষের কানের পক্ষে খুব কম ফ্রিকোয়েন্সির শব্দ ব্যবহার করে যা মহাসাগরের বেসিনগুলির মধ্যে দিয়ে ভালোভাবে ছড়িয়ে পড়ে — জল শব্দকে থামায় না এবং এমনকি শব্দের গতি কমায় না, যেভাবে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন হয়। এই পার্থক্য মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান থেকে উদ্ভূত—জলের মধ্যে পাওয়া পরিবাহিতা ইলেকট্রোম্যাগনেটিক শক্তি শোষণ করে যেখানে এটি শব্দ সঞ্চালনকে বাড়ায়। এই কারণে, পৃষ্ঠের কাছাকাছি ছাড়া অন্য গভীরতায় রাডার প্রযুক্তি সোনারের সাথে পাল্লা দিতে পারে না।

পৃষ্ঠের ঘটনা মাধ্যমে আবিষ্কার রাডার সনাক্তকরণ

সাবমেরিন-উৎপাদিত পৃষ্ঠের তরঙ্গ স্বাক্ষরের বিশ্লেষণ

এজন্যই সর্বাধুনিক র‍্যাডার সিস্টেম মিলিমিটার-ওয়েভ রাডার ব্যবহার করে এই স্বাক্ষরগুলি 8 কিমি উপর থেকে ধরা সম্ভব, তরঙ্গের উচ্চতা ও ব্যতিচার প্যাটার্নগুলির মেশিন লার্নিং বিশ্লেষণের মাধ্যমে এগুলিকে কৃত্রিম হিসাবে চিহ্নিত করা সম্ভব। এই অ-শব্দীয় পদ্ধতি গুরুত্বপূর্ণ ট্র্যাকিং তথ্য সরবরাহ করে যখন সোনার কাজ করছে না।

ডপলার রাডার ব্যবহার করে ওয়েক সনাক্তকরণ প্রযুক্তি

ডপলার রাডার ব্যবহার করে সাবমেরিনের জাগরণ সনাক্ত করা হয়, যেখানে গতিবেগ-নির্ভর ফ্রিকোয়েন্সি স্থানান্তর ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের অমসৃণ বিক্ষেপণ প্যাটার্নগুলি একাধিক ফ্রিকোয়েন্সিতে বিশিষ্ট রাডার ক্রস সেকশন ফ্লাকচুয়েশন তৈরি করে। আধুনিক অ্যালগরিদমগুলি এখন সমুদ্রের অবস্থা ৪ পর্যন্ত ৯২% সঠিকতার সাথে জাগরণের স্বাক্ষর সনাক্ত করতে সক্ষম, এর ফলে বাতাসের ঢেউ এবং জৈবিক ক্রিয়াকলাপ থেকে হস্তক্ষেপ বাদ পড়ে যায়। পদ্ধতিটির কার্যকারিতা লক্ষ্যবস্তুর গতির সাথে উন্নত হয়, তাই ১০০ মিটারের কম গভীরতায় পারমাণবিক চালিত সাবমেরিন ট্র্যাক করার ক্ষেত্রে এটি বিশেষভাবে কার্যকর।

কেস স্টাডি: ন্যাটো'র রাডার-ভিত্তিক এসডব্লিউ সার্ভিলান্স ট্রায়ালস

NATO 2023 উত্তর আটলান্টিক পরীক্ষায় একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সারফেস ওয়েভ রাডার নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে ASW ভূমিকায় রাডারও পরীক্ষা করা হয়েছিল। ডিজেল-ইলেকট্রিক পানডুবির বিরুদ্ধে 12 কিমি পর্যন্ত পরিসরে 72% সনাক্তকরণ সম্ভাবনা পাওয়া গিয়েছিল, যা ইতিমধ্যে বিদ্যমান সোনোবুয়েন্ট নেটওয়ার্কের পটভূমির বিরুদ্ধে ঘটেছিল। উপগ্রহের ছবির সঙ্গে সমন্বয় করার ফলে মিথ্যা সতর্কতায় 40% হ্রাস ঘটেছিল, কিন্তু জাগতিক জলজ স্তন্যপায়ী প্রাণী যখন পর্যবেক্ষণ করছে তখন সেখানে জাহাজের চলার পথের ধরন সনাক্ত করা এখনও কঠিন। এই অনুশীলনগুলি CONUS এর সঞ্চারণকালে স্তরিত প্রতিরক্ষার ক্ষেত্রে রাডারকে একটি ফাঁক পূরণকারী হিসাবে ব্যবহারের উপযোগিতা প্রদর্শন করেছিল।

লিডার ব্যাথিমেট্রি: উপকূলীয় গভীরতা ম্যাপিংয়ে নতুনত্ব

সোনারের সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে ওঠার জন্য এয়ারবোর্ন পালস লেজার সিস্টেম এবং ইন্টারফেরোমিটার পজিশনিং তথ্যের সংমিশ্রণে লিডার ব্যাথিমেট্রি পদ্ধতি নতুন প্রজন্ম হিসেবে চালু করা হয়েছে। স্পষ্ট জলে 50 মিটার গভীরতা পর্যন্ত ভেদ করতে সক্ষম সবুজ-স্পেকট্রাম (532 এনএম) লেজার ব্যবহার করে এই সিস্টেমগুলি সমুদ্রতলের ভূপ্রকৃতি মাত্র 10-15 সেমি উল্লম্ব রেজোলিউশনে মাপে, যা একক-বীম সোনারের তুলনায় 3 গুণ সূক্ষ্ম। বর্তমানে, উপকূলীয় প্রকৌশলীদের পক্ষে নিকটবর্তী গভীরতা ম্যাপিং সিস্টেম ব্যবহার করে বালির ঢিবির স্থানান্তর এবং ক্ষয় অবস্থান চিহ্নিত করা সম্ভব, যা সেডিমেন্ট স্যাম্পলিংয়ের ত্রুটি 60% কমাতে সাহায্য করে এমন রিয়েল-টাইম রাডার-সংশোধিত GNSS অবস্থানের উপর ভিত্তি করে তৈরি। প্রধান ভূ-স্থানিক প্রস্তুতকারকের দ্বারা সদ্য চলমান নিয়মিত পরিচালনা এটি প্রমাণ করে যে 8 কিমি²/ঘন্টা গতিতে পরিমাপ খুব দ্রুত করা হয় যা প্রবাল প্রতিরোধ স্বাস্থ্য এবং জলের নিচে প্রত্নতাত্ত্বিক স্থানগুলি মূল্যায়নে সাহায্য করে।

মাল্টি-সেন্সর ফিউশন: রাডার এবং হাইড্রোঅ্যাকোস্টিক ডেটা একীকরণ

হাইব্রিড সেন্সিং টুলগুলি মিলিমিটার-ওয়েভ রাডার পৃষ্ঠতল স্ক্যান ডেটা এবং মাল্টিবিম সোনার ব্যাথিমেট্রি প্রোফাইলগুলি একত্রিত করে জলের নিচের ল্যান্ডমার্কগুলির 3-D মডেল তৈরি করতে। MDPI-এর ইলেকট্রনিকস জার্নালের 2023 সালের একটি অধ্যয়নে দেখা গেছে যে সোনারের সঙ্গে রাডার-হাইড্রোঅ্যাকুস্টিক ফিউশন সাবমেরিন পাইপলাইনের ত্রুটি শনাক্তকরণের সঠিকতা 72% (শুধুমাত্র সোনার প্রয়োগের সময়) থেকে সোনার দ্বারা চিহ্নিত পৃষ্ঠের তেল স্রাব এবং ফাটলের প্যাটার্নগুলি পারস্পরিক সম্পর্কিত করে 94% পর্যন্ত বৃদ্ধি করে। সিস্টেমের AI মডেলটি রাডার-ভিত্তিক ওয়েভ টার্বুলেন্স মেট্রিক্স এবং হাইড্রোঅ্যাকুস্টিক স্পেকট্রার পারস্পরিক সম্পর্ক খুঁজে বার করে, সমুদ্রের জীবন ব্যতিব্যস্ততার কারণে মিথ্যা ইতিবাচক ফলাফলের 89% আলাদা করে। এই ডুয়াল-ডোমেন সেন্সিং ধারণার সাহায্যে সামরিক ব্যবহারকারীরা লিটোরাল জোনে মাইন কাউন্টারমেজার অপারেশন 40% দ্রুত করতে সক্ষম হয়েছেন, যদিও ডেটা ফিউশন ল্যাটেন্সি চার নটের বেশি স্রোতের জন্য সমস্যাযুক্ত প্রমাণিত হয়েছে।

নন-অ্যাকুস্টিক সাবমেরিন ডিটেকশনের সামরিক প্রয়োগ

সাবমেরিন টার্বুলেন্স প্যাটার্নের রাডার ইমেজিং

সাবমেরিন ক্রিয়াকলাপ পৃষ্ঠের নিচে একটি উত্তাল অবস্থা সৃষ্টি করে, যা দৃশ্যমান ঢেউ এবং তাপীয় গঠনে অস্বাভাবিকতার মাধ্যমে প্রকাশ পেতে পারে। মাইক্রো-ওয়েভ মহাসাগরের পৃষ্ঠের সাথে আঘাত করার সময় সিনথেটিক অ্যাপারচার রাডার (SAR) প্রযুক্তির মাধ্যমে এই স্বাক্ষরগুলি পর্যবেক্ষণ করা হয়। জলের স্তরগুলি মিশ্রিত হওয়ার সময় এবং পৃষ্ঠের খাঁজদার অবস্থা আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠার সময় তাপমাত্রা আলাদা হয়ে যায়, যার ফলে রাডার সাধারণ সোনারের মাধ্যমে অদৃশ্য প্যাটার্নগুলি শনাক্ত করতে পারে। সামরিক গবেষকরা লিখছেন যে এই উত্তাল স্বাক্ষরগুলি অ-শব্দ সনাক্তকরণ প্রযুক্তিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতির প্রতিবেদন করে, কিন্তু এদের কার্যকারিতা জলের গভীরতা, সমুদ্রের অবস্থা এবং দৃশ্যমানতার উপর নির্ভর করবে। SAR সিস্টেম এখন অপটিক্যাল সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও রাতের বেলা এবং মেঘাচ্ছন্ন পরিস্থিতিতে এই বৈশিষ্ট্যগুলি শনাক্ত করতে পারে।

স্ট্র্যাটেজিক মহাসাগরিক তদারকির জন্য স্পেস-বেসড রাডার

উপগ্রহে ইনস্টল করা রাডার পদ্ধতি আইন-শৃঙ্খলা সীমানার বাইরে মহাসাগরের দীর্ঘমেয়াদী পর্যবেক্ষণের অনুমতি দেয়। SAR যন্ত্র দিয়ে সজ্জিত ভূ-সমভাবাপন্ন এবং নিম্ন-পৃথিবী-কক্ষের প্ল্যাটফর্মগুলি প্রতিদিন লক্ষ লক্ষ নটিক্যাল মাইল পর্যবেক্ষণ করে এবং সাবমেরিনগুলি তাদের পথে যে জাগরিত চিহ্ন এবং তাপ ঢাল ছেড়ে যায় সেগুলি শনাক্ত করতে চায়। সমুদ্রের তলদেশের ভূপ্রকৃতি দ্বারা সীমাবদ্ধ অ্যাকুস্টিক সেন্সরের বিপরীতে, মহাকাশ-ভিত্তিক পদ্ধতিগুলি লক্ষ্যবস্তুকে সতর্ক না করেই কক্ষপথ থেকে বিঘ্ন স্থানাঙ্কন করতে সক্ষম। এমন সমস্ত মোতায়েন এই ধরনের প্রযুক্তি নৌ কমান্ড-কেন্দ্রগুলিতে মাত্র 90 সেকেন্ডে তথ্য প্রেরণ করতে সক্ষম করে তুলছে - প্রকৃতপক্ষে প্রতিক্রিয়া সময়কে কার্যকরভাবে কেটে দিচ্ছে। এই ধরনের মহাকাশ নেটওয়ার্কগুলি বিশ্বের কৌশলগত সংকীর্ণ স্থানগুলির উপর দিনরাত 24/7 মহাকাশ-ভিত্তিক তদন্ত পরিষেবা প্রদান করে, যা সাগর পথে হুমকির প্রতি সচেতনতা পরিবর্তন করছে।

বিতর্ক বিশ্লেষণ: ঈজিজেড (EEZ) পর্যবেক্ষণে গোপনীয়তা বনাম জাতীয় নিরাপত্তা

অ্যাকোস্টিক রাডার পর্যবেক্ষণ ছাড়াও একচ্ছত্র অর্থনৈতিক অঞ্চল (ইইজেড) অধিকার নিয়ে প্রশ্ন উঠেছে। যদিও সমুদ্র আইন বিদেশী ইইজেড-এ নৌ চলাচলের অনুমতি দেয়, রাডার প্রযুক্তি সামরিক সুবিধা ছাড়াও উপকূলীয় সুবিধাগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারে। উপকূলীয় রাষ্ট্রগুলি এমন পদক্ষেপগুলিকে ইইজেড-এ শান্তিপূর্ণ ক্রিয়াকলাপ সম্পর্কিত ইউএনসিএলওএস-এর 88 ধারার বিরোধী বলে মনে করে, বিশেষ করে যখন তা সম্পদ অনুসন্ধান কার্যক্রম পর্যবেক্ষণ জড়িত থাকে। অন্যদিকে, নৌবাহিনীগুলি যুক্তি দেয় যে যুদ্ধক্ষেত্র যেহেতু উচ্চ সমুদ্রের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে, জলের মধ্যে যেসব অঞ্চল বিবাদপূর্ণ সেখানে সাবমেরিন সনাক্তকরণ জলের নিচে গুপ্ত কার্যক্রম প্রতিরোধ করবে। আইনী বিশেষজ্ঞরা মহাসাগর গবেষণা এবং সামরিক গোয়েন্দা তথ্য সংগ্রহের মধ্যে পার্থক্য বৃদ্ধি উল্লেখ করেন, 47% দেশ কূটনৈতিক আদান-প্রদানে পর্যবেক্ষণ প্রতি প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে। সুতরাং একটি ভারসাম্যযুক্ত কাঠামো উপকূলরেখা নিয়ন্ত্রণ বজায় রাখা এবং জাতীয় নিরাপত্তা রক্ষা করার দাবি মোকাবেলা করতে হবে।

জলের নিচে রাডার প্রযুক্তির বাণিজ্যিক সম্ভাবনা

অগভীর জলে পাইপলাইন পরিদর্শনের সমাধান

প্রথমবারের মতো সাবমেরিন রাডার কার্যকরভাবে সোনার ডিভাইসগুলির পারফরম্যান্স এর তুলনায় নিকটবর্তী সমুদ্র সৈকত অঞ্চলে (৫০ মিটার গভীরতা পর্যন্ত) পাইপলাইনগুলির পরিদর্শনের সরাসরি নিগরানী সুবিধা প্রদান করছে। অপারেটররা বালির ঘনত্বের পরিবর্তন এবং ক্ষয়ের তীব্র অঞ্চলে রেডিও তরঙ্গ প্রতিফলনের পরিদর্শন ও ব্যাখ্যার মাধ্যমে কোনো আঘাত ছাড়াই পাইপলাইনের সংরক্ষণ অবস্থা যাচাই করতে পারেন। ক্ষয় বা ভূমিকম্পজনিত সরানোর ফলে মিলিমিটার পর্যায়ের সরানো পরিমাণ পর্যবেক্ষণ করে পরিবেশগত দুর্যোগ রোধের লক্ষ্যে পূর্বাভাসমূলক রক্ষণাবেক্ষণের জন্য প্রয়োজনীয় সতর্কতা সংকেত প্রদান করে থাকে এবং উচ্চ-রেজুলেশন বিশিষ্ট তড়িৎ-চৌম্বক প্রোফাইলগুলি থেকে এমন তথ্য সংগ্রহ করা হয়। অস্বাভাবিকতা সংক্রান্ত তাৎক্ষণিক সতর্কবার্তা প্রকৃত প্রয়োজনে সমুদ্রের মধ্যে হস্তক্ষেপ করার সুযোগ করে দেয়, যা গোতাখোরের পরিদর্শনের তুলনায় পরিচালন খরচ ৪০% কমিয়ে দেয়। এই প্রযুক্তি সক্রিয় ক্যাবল করিডোর এবং অপসারিত করা সমুদ্র স্থল স্থানগুলির সমুদ্রতলের ন্যূনতম ব্যাঘাত ঘটিয়ে শক্তি অবকাঠামোকে স্থায়ী করে তোলে।

সমুদ্র প্রত্নতত্ত্বের জন্য অতি প্রশস্ত ব্যান্ড রাডার

তিন-মাত্রিক ব্লাঙ্কেট শিলার স্তরের মধ্যে দ্রবীভূতকরণ এবং বিক্রিয়া অঞ্চল হ্রাস করার ফলে অত্যন্ত পাতলা জোয়ার অঞ্চলের ভিতরে অবস্থানের উন্নতি ঘটে। চার্জগুলি কম-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রোম্যাগনেটিক পালস তৈরি করে যা 15 সেমি সঠিকতার সাথে ধাতব নিদর্শন, মাটির পাত্র এবং কাঠের গঠন চিহ্নিত করতে পারে কাদামাটি সমেত সমুদ্রতলেও। 2023 এর আরও ভূমধ্যসাগরীয় অভিযানগুলি মাল্টি-স্পেকট্রাল ডেটা প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করে ফোনিশিয়ান অ্যাম্ফোরা ক্ষেত্রগুলি চিহ্নিত করেছে, যখন মানবসৃষ্ট ভূপটভূমি সংরক্ষিত ছিল। ধ্বংসাত্মক ড্রেজিং অপারেশনের পরিবর্তে এই সেন্টিমিটার-স্কেল স্ক্যানিং করার ফলে জাহাজ ধ্বংসের ক্ষতিগ্রস্ত অবশেষগুলি ডিজিটাল আকারে সংরক্ষণ করা যায়। অস্পষ্ট পরিস্থিতিতে UWB সিস্টেমগুলি সাইট ম্যাপিং গতি 3x বৃদ্ধি করে যেখানে অপটিক্যাল স্ক্যান করা যায় না।

প্রশ্নোত্তর

জলের নিচে রাডার সিস্টেমগুলি কেন সংগ্রাম করে?

সমুদ্রের জলের উচ্চ তড়িৎ পরিবাহিতা দ্বারা সৃষ্ট সংকেত হ্রাসের কারণে রাডার সিস্টেমগুলি জলের নিচে সংগ্রাম করে, যা দ্রুত ইলেকট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ শোষিত ও ছড়িয়ে দেয়।

জলের নিচে সংকেত ক্ষতি পূরণ করতে অত্যাধুনিক রাডার সিস্টেমগুলি কীভাবে কাজ করে?

অত্যাধুনিক রাডার সিস্টেমগুলি সাবমেরিনগুলির কারণে সৃষ্ট জলজ পৃষ্ঠের বিঘ্নতা চিহ্নিত করে, মিলিমিটার-ওয়েভ রাডার এবং ডপলার রাডারের মতো পদ্ধতি ব্যবহার করে প্যাটার্ন এবং স্বাক্ষর সনাক্ত করে এবং শব্দ পদ্ধতির উপর নির্ভর না করে।

রাডার-ভিত্তিক সাবমেরিন সনাক্তকরণে কোন কোন উন্নতি হয়েছে?

এর মধ্যে রয়েছে জাগরণ সনাক্তকরণের জন্য রাডার ব্যবহার, সঠিক সনাক্তকরণের জন্য উন্নত অ্যালগরিদম, এবং মিথ্যা সতর্কতা কমাতে স্যাটেলাইট চিত্রের সাথে একীভূতকরণ। অতিরিক্তভাবে, মহাকাশ-ভিত্তিক রাডার সিস্টেমগুলি ব্যাপক নিরীক্ষণ ক্ষমতা প্রদান করে।

জলের নিচে রাডার প্রযুক্তির বাণিজ্যিক প্রয়োগ আছে কি?

হ্যাঁ, জলের নিচে রাডার প্রযুক্তির বাণিজ্যিক প্রয়োগ রয়েছে, যেমন অগভীর জলে পাইপলাইন পরিদর্শন, যেখানে এটি মিলিমিটার-স্তরের নির্ভুলতা প্রদান করে, এবং সামুদ্রিক প্রত্নতত্ত্ব, যেখানে এটি গুরুত্বপূর্ণ বস্তু সনাক্তকরণ এবং স্থান ম্যাপিং উন্নত করে।