Akoestische camera op zee mogelijk goede hulp bij navigatie

Amerikaanse onderzoekers hebben een vernuftig systeem bedacht om op een tv-scherm zichtbare beelden op te roepen van objekten in de oceaan, die "oplichten' onder invloed van natuurlijke geluiden, ook wel "akoestisch daglicht' genoemd.

In de oceaan, met zijn golfslag en stromingen, is het van nature een herrie van jewelste. Het geluid, dat vanaf een voorwerp onder water naar alle kanten wordt verstrooid, kan in focus worden gebracht met behulp van een speciale paraboolspiegel. Een op de boeg van een onderzeeër gemonteerde akoestische camera zou goede diensten kunnen bewijzen bij het navigeren, bijvoorbeeld om ver onder water uitstekende ijsbergen of onopvallende voorwerpen op te sporen.

Deze nieuwe techniek om voorwerpen onder water op te sporen biedt een welkome aanvulling op bestaande methoden zoals sonar (waarbij geluiden worden uitgezonden en weer opgevangen, een actief systeem) en het gebruik van onderwatermicrofoons of hydrofoons (waarbij alleen naar geluiden wordt geluisterd, een passief systeem dus). Achtergrondsruis die bestaande systemen hindert is bij de nieuwe methode juist een voordeel.

In een proefopstelling met een paraboolreflector als akoestische lens bleek het mogelijk om geluiden met een frequentie van 5 tot 50 kiloHertz in beelden te vertalen.

Geluiden die aan het wateroppervlak ontstaan, nemen de vorm aan van een onsamenhangend, zichzelf voortplantend golfveld waarbij de energie naar alle richtingen wordt verstrooid, net zoals daglicht in de atmosfeer. Boven de 50 kiloHertz wordt het geluidsspectrum gedomineerd door "thermisch geluid', veroorzaakt door de Brownse beweging van de watermolekulen. Thermisch geluid is een lokaal, niet-golvend, microscopisch fenomeen, voor dit type onderzoek onbruikbaar omdat het geen informatie over het te onderzoeken objekt levert.

Ook de bruikbaarheid van het "akoestisch daglicht' moet men niet overschatten. Oceaangeluiden met een ferequentie van 50 kiloHertz hebben een golflengte van 3 centimeter, terwijl groen licht in de atmosfeer een golflengte van 5 x 10-5 heeft. De pupil van het menselijk oog heeft een diameter van 20.000 optische golflengtes, om akoestisch geluid (van 50 kiloHerz) net zo scherp te kunnen zien zou een lens met een opening van 600 meter nodig zijn. Niettemin levert de nieuwe methode redelijk bruikbare beelden op. Het systeem heeft een reikwijdte van ongeveer een kilometer. (Nature, 26 maart).