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美军曾想把威斯康星州变巨型天线:联络全球潜艇

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资料图片:美军在威斯康星州地下铺设极低频(ELF)无线电天线阵列。(图片来源于网络)

  参考消息网4月21日报道 美国沃克斯网站4月10日发表了约瑟夫·斯特龙伯格的题为《为什么美国海军一度想把威斯康星州变成世界上最大的天线?》的文章,编译如下:

上世纪60年代,美国海军官员曾炮制一项雄心勃勃的计划:他们想在威斯康星州约41%的土地下埋上巨大的电缆网,以便把该州的基岩变成世界上最大的无线电天线。

该计划名为“圣奎恩计划”(Project Sanguine)。虽然听上去疯狂,但它确实是与全世界深海中的美军潜艇进行联络的一种符合逻辑(尽管不切实际)的方式。

问题是,无线电波不能在水下很好地传播,因此没有好办法把信号传送给核潜艇。在冷战期间,这些核潜艇一次可以下潜数月之久。“圣奎恩计划”原本会成为一部传输极低频(ELF)无线电波的天线,这种无线电波能够在水中传播并抵达潜艇。

该项目从未实施,主要是因为它的成本巨大(有可能达数十亿美元),而且肯定会扰乱环境。但是,一个规模小得多的版本(名为“ELF项目”)最终在威斯康星州和密歇根州的上半岛(Upper Peninsula)得以实施,并在1989年投入使用,直到2004年。

与深海潜艇联络何其难

几乎所有的电子通信都依赖无线电波——它是可以在空气中传播的电磁波段。通过改变我们所发出无线电波的频率或振幅,我们就能在无线电波上加载信息——无论是以无线电广播的形式,还是以手机通话的形式,甚至是以探索外层空间的信号的形式。

但是潜水艇带来了一个特殊的问题,因为这些无线电波会随着在水中行进而分散开去,从而变得无法辨认。无线电波的波长越长,它可以行进的距离就越远,但即便是频率相当低的无线电波(波长约为9.6至96千米)也只能行进大约64千米,然后就会分散到无法辨认的程度。

很多年来,美国海军都通过如下方法避开了这个问题,那就是在潜艇上绑上浮标,然后让潜艇不时上浮,这样一来,安装了天线的浮标就能上浮到足以收到信号的深度。但是,这个方法要求潜艇必须上浮到较浅的深度,并保持长时间静止——此举可能带来危险,因为潜艇有可能被雷达发现。

1958年,物理学家尼古拉斯·克里斯托菲洛斯提出了一种解决方案,即研制出波长达数万英里、可以到达水下极深处的极低频(ELF)无线电波。根据他的计算,这些巨型无线电波将被地球的电离层(它是大气层高度较高的一层)反射回地面,然后再向电离层射去,由此经过多次反射在整个地球传播。

这样一来,仅需一个广播电台就能让美国海军与全球的潜艇取得联络。

但是,制造如此巨大的无线电波将需要一部大得离谱的天线。它必须要有数百英里长。

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