Ekspert wyjaśnia: Czy premier Narendra Modi ma rację w swoim oświadczeniu o Radarze?

Ostatnio kontrowersje wzbudziła wypowiedź premiera Narendry Modi, która rzekomo łączyła zachmurzenie z wydajnością Radaru. Oto kilka faktów z nauki.

Modi mówił w kontekście ataków na Bałakot przez indyjskie siły powietrzne. (Plik Zdjęcie)

Ostatnio kontrowersje wzbudziła wypowiedź premiera Narendry Modi, która rzekomo łączyła zachmurzenie z wydajnością RADARu. Był krytykowany za wypowiedzi, które zdaniem wielu nie miały naukowej wartości. Naukowcy na całym świecie mają tendencję do krytykowania polityki rządu i Modi nie jest wyjątkiem.

W zeszłym tygodniu Modi powiedział w wywiadzie: Pogoda nie była dobra w dniu nalotu. W umysłach ekspertów wkradła się myśl, że należy zmienić dzień strajku. Zasugerowałem jednak, że chmury mogą pomóc naszym samolotom uciec przed radarami.

Oto kilka faktów z nauki:

Najprościej mówiąc, radar składa się z nadajnika, który wysyła fale radiowe w określonych kierunkach. Sygnały są odbijane od celu, które są wykorzystywane do konstruowania obrazu celu. Jeżeli cel porusza się z określoną prędkością, następuje zmiana częstotliwości sygnału, który może być wykorzystany do określenia prędkości celu. Ponieważ odbierany sygnał znajduje się tuż nad poziomem szumów, wiele czynników może wpływać na system radarowy, a opady deszczu i chmury z pewnością mogą wpływać na mierzony sygnał.

Chociaż fale radiowe są przezroczyste dla warunków pogodowych, takich jak mgła, chmury i deszcz, zmiany warunków pogodowych mogą wpływać na rozpraszanie i ogólną propagację. Wszyscy widzieliśmy linie telefoniczne, które są w zasadzie liniami transmisyjnymi, które są używane do przesyłania sygnałów. Pusta przestrzeń może być reprezentowana jako układ linii transmisyjnych komórek polowych, które mają zmienną fizyczną zwaną impedancją, która w pewien sposób utrudnia przepływ sygnałów. Ta wielkość jest bezpośrednio zależna od współczynnika załamania ośrodka. Dla próżni wartość współczynnika załamania fal radiowych wynosi 1.

Jednak dla fal radiowych rozchodzących się w wodzie ich wartości wzrosły około 3 do 10 razy w zależności od częstotliwości. Pokazuje po prostu, że obecność wilgoci w powietrzu może wpływać na propagację sygnału w przestrzeni.

Nalot wymierzony w obozy terroru Jaish-e-Mohammad na Bałakot.

Modi mówił w kontekście ataków na Bałakot przez indyjskie siły powietrzne. Niewiele jest dostępnych informacji na temat zakresów częstotliwości, z których obecnie Siły Powietrzne Pakistanu wykorzystują do wykrywania za pomocą radarów. Jednak generalnie pasma radarowe działają w szerokim zakresie częstotliwości.

Na przykład główne pasma wraz z ich zakresami częstotliwości to L (1-2 GHz), S (2-4 GHz), C (4-8 GHz), X (8-12 GHz), Ku (12-18 GHz ), K (18-27 GHz), Ka (27-40 GHz), V (40-75 GHz) i W (75-110 GHz), które są wykorzystywane do różnych zastosowań. Pasmo X (8-12 GHz) jest wykorzystywane głównie do zastosowań wojskowych, takich jak naprowadzanie pocisków. Od dawna nazywa się zespół X, był to tajny zespół szeroko stosowany podczas II wojny światowej. Typowy radar dozorowania lotnisk, który wykrywa położenie statku powietrznego w obszarze terminalu, pracuje z częstotliwością od 2,7 do 2,9 GHz i od 1,03 do 1,09 GHz). Może obejmować obszar 96 km na wysokości 25 000 stóp.

Radary pracujące na takich częstotliwościach nie są znacząco podatne na zmiany warunków pogodowych. Jednak w ekstremalnych warunkach pogodowych może być trudno wykryć samolot myśliwski poruszający się z bardzo dużą prędkością.

Pięć z sześciu wyznaczonych celów zostało trafionych podczas nalotu na Bałakot: przegląd IAF

Wielu badaczy napisało artykuły na temat tłumienia fal radiowych przez deszcz, mgłę i chmury. Szczegółowy raport Rand Corporation dla US Air Force został opublikowany już w 1975 roku. Według niego, dla gęstej chmury tłumienie sygnału mogło wynosić 0,1 dB/km dla radaru w paśmie X. Oznacza to tłumienie sygnału o współczynnik 10, jeśli cel znajduje się 50 km od źródła. Tłumienie może wzrosnąć dziesięciokrotnie, jeśli opady występują w tempie 25 cm/godz.

Według Meneghini i in. (1986), tłumienie sygnału przez chmury i opady jest poważnym problemem związanym z działaniem fal milimetrowych w powietrzu lub kosmosie. Lhermitte (1990) napisał w Journal of Atmospheric And Oceanic Technology, że przy 15 GHz współczynnik tłumienia wynosi 0,12 dB na mm na godzinę natężenia deszczu. Oznacza to, że jeśli intensywność deszczu wynosi 1 cm/h, tłumienie mocy sygnału może mieścić się w zakresie 1,2 dB lub około 31%. W przypadku sygnału o częstotliwości 30 GHz, tłumienie w przypadku ulewnego deszczu w tropikach może mieścić się w zakresie 30 dB (współczynnik 1000). Oprócz deszczu, rozpraszanie błyskawiczne może również osłabiać sygnały radarowe w krótkich okresach czasu, co może otworzyć nowe możliwości dla samolotów myśliwskich.

W rzeczywistości tłumienie fal radiowych jest szeroko stosowane w pomiarach intensywności deszczu i zawartości wilgoci. Poniżej 1 GHz tłumienie nie jest tak duże, ale ulewne deszcze, chmury i efekty wyładowań atmosferycznych wciąż mogą mieć pewien wpływ na proces pomiarowy. Powiedziawszy to wszystko, należy stwierdzić, że ponieważ pilot samolotu również komunikuje się ze stacją naziemną za pomocą fal radiowych, tłumienie może również działać jako wąskie gardło w utrzymywaniu bezproblemowego łącza komunikacyjnego ze stacją naziemną. To jest powód, dla którego wiele wypadków lotniczych zdarza się podczas złej pogody.

Jednak gdy cel jest dobrze zdefiniowany, można uniknąć ryzyka. Na wojnie trzeba podjąć wiele ryzykownych decyzji.

Podsumowując, stwierdzenie Modiego ma mocne podstawy naukowe, które mogą zostać potwierdzone przez istniejące badania na ten temat. Radar w paśmie X jest znacznie osłabiony przez deszcze, chmury i mgłę oraz związane z nimi warunki klimatyczne. W przypadku niższych pasm tłumienie jest mniej znaczące, ale w przypadku szybkich działań wojennych niewielkie zmiany warunków mogą zapewnić ogromną dźwignię.

(Autor jest adiunktem podoktoranckim na MIT. Doktorat uzyskał na Uniwersytecie w Cambridge za pracę nad wykrywaniem sygnałów radiowych przy użyciu mikrostruktur. Opublikował artykuły z dziedziny elektromagnetyzmu i anten w wiodących czasopismach, takich jak Physical Reviewer Letters, Transactions of the Royal Towarzystwo i Annalen der Physik.)

Podziel Się Z Przyjaciółmi: