ASW: ¿Cómo detectan los aviones a los submarinos?

 

¿Cómo detectan los aviones los submarinos?

Por Ryan White || Naval Post

Submarino clase Los Ángeles a profundidad de periscopio

Muy por encima de la superficie del océano, la búsqueda aérea de un enemigo invisible debajo de las olas es extremadamente compleja y difícil. Encontrar submarinos enemigos en una situación del mundo real es como "encontrar una aguja en un pajar". Las misiones antisubmarinas pueden implicar mucho descubrir dónde no está un enemigo y luego acercarse al objetivo, como jugar al clásico juego de mesa Battleship, excepto que, en este caso, tu oponente puede ver ambos lados del tablero.

Una breve historia del uso de aeronaves en ASW

En respuesta a la gran amenaza que representaron los submarinos enemigos en la Primera Guerra Mundial, en la que se destruyeron más de 5.000 barcos y perdieron la vida 15.000 marineros, la Junta Británica de Invenciones e Investigación (BIR) ideó múltiples contraestrategias.

Trabajando "para iniciar, investigar y asesorar en general sobre propuestas con respecto a la aplicación de la ciencia y la ingeniería a la guerra naval", el BIR incluía a físicos de primer nivel como William Bragg y Ernest Rutherford. Al cambiar su enfoque durante la guerra de la radiactividad y la estructura atómica a la acústica submarina, Rutherford hizo contribuciones significativas para mejorar la detección submarina del sonido de los submarinos.

Por otro lado, durante la Segunda Guerra Mundial algunos aviones terrestres se convirtieron en los primeros aviones de patrulla marítima (MPA) y han iniciado patrullas aéreas de guerra antisubmarina (ASW). Desde entonces, la mayoría de las AMP se han derivado de aviones civiles, ya que pueden volar largas distancias, permanecer en el aire durante mucho tiempo y tener mucho espacio interior para la tripulación y el equipo de la misión.

Dos primeros ejemplos de AMP de aviones de pasajeros reconvertidos fueron el Nimrod de la RAF (originalmente el Cometa de Havilland), que fue retirado en 2010, y el P-3 aún activo de la Marina de los EE. UU. (originalmente el Lockheed Electra). El MPA desarrollado más recientemente, el Boeing P-8A Poseidon, está basado en el Boeing 737.

British Aerospace Nimrod MR.2

Todos estos aviones están diseñados para aprovechar el hecho de que es posible encontrar submarinos mediante la física. Durante una misión ASW, la tripulación de un avión utiliza una serie de sensores de alta tecnología para encontrar cualquier rastro dejado por un submarino.

Los sensores acústicos buscan ondas de presión sonora bajo el agua, mientras que los sensores electromagnéticos identifican varias partes del espectro electromagnético. En cuanto a los sensores activos, emiten un pulso de energía con forma, o un ping, y recogen cualquier señal de retorno que se haya reflejado en parte del submarino. Mientras tanto, los sensores pasivos “escuchan” y recogen cualquier ruido del entorno, que con suerte incluye una emisión del objetivo. Veamos los detalles de estos sensores que utilizan los aviones para detectar submarinos.

Sonoboyas

Las sonoboyas son botes cilíndricos que se lanzan en paracaídas desde un avión. Contienen un hidrófono (micrófono especial) sintonizado con el agua y un transceptor de radio para enviar la información al avión. Cuando golpea el agua, la sonoboya despliega inmediatamente el hidrófono a una profundidad preestablecida y erige una pequeña antena flotante para que una simple radio a bordo transmita la señal a la aeronave. El alcance de las sonoboyas y el lugar donde deben colocarse depende del objetivo y del entorno local y es una de las áreas más clasificadas en las operaciones ASW.

Un avión P-8 Poseidon desplegando sonoboyas

Las sonoboyas vienen en dos variedades básicas: activas y pasivas. La sonoboya pasiva es un hidrófono bastante sencillo y económico; su única función es recoger toda la energía acústica del agua y convertirla en una señal de radio, que se transmite a un procesador de computadora en el avión. La sonoboya activa (sonar), por otro lado, funciona como un radar submarino, pero en lugar de ondas de radio, transmite ondas sonoras de alta frecuencia (los pings) que la tripulación puede controlar de forma remota.

Los vehículos aéreos no tripulados se utilizarán antes en ASW

Los submarinos están muy tranquilos hoy. Muchos rangos de detección de sonoboyas pasivas son extremadamente cortos (<100 m). Algunos submarinos están recubiertos con material que absorbe el sonido, por lo que es muy difícil detectarlos con sonoboyas activas contra este tipo de submarinos.

Detector de anomalías magnéticas (MAD)

Un instrumento MAD detecta variaciones mínimas en el campo magnético de la Tierra. Un submarino sumergido representa una masa de material ferromagnético que crea una perturbación detectable en el campo magnético de la Tierra. El equipo militar MAD es un descendiente de los instrumentos de reconocimiento geomagnético o aeromagnético utilizados para buscar minerales detectando su alteración del campo terrestre normal. Para reducir la interferencia de equipos eléctricos o metales en el fuselaje de la aeronave, el sensor MAD se coloca al final de una pluma o en un dispositivo aerodinámico remolcado. Aun así, el submarino debe estar muy cerca de la posición de la aeronave y cerca de la superficie del mar para detectar la anomalía, porque los campos magnéticos disminuyen con la inversa del cubo de la distancia. El tamaño del submarino, la composición y orientación del casco, así como la profundidad del agua y la complejidad del campo magnético natural determinan el alcance de detección.


Pluma trasera MAD en P-3C (Imagen: Wikipedia)

Requiere que los aviones vuelen muy bajo sobre la superficie (aumentando la fatiga del fuselaje y el consumo de combustible). Descender desde una altitud de crucero también lleva tiempo. El equipo es grande y pesado. Por estas razones, un brazo MAD no está incluido en el actual USN P-8, el avión de patrulla marítima de largo alcance más nuevo de la marina.

Contramedidas: el submarino puede sumergirse más profundamente para reducir sus posibilidades de ser detectado. Las profundidades operativas típicas del SSN son 400 m. Las armadas están tratando de reducir la firma magnética haciendo pasar corrientes a través del casco y utilizando materiales de casco no magnéticos. Los rusos han construido submarinos con titanio no magnético, y la nueva clase sueca A26 se construirá parcialmente con vinilo reforzado con fibra de carbono que no es magnético (y 5 veces más resistente que el acero).

Radar

El radar puede detectar un snorkel o un periscopio submarino y la estela que crea. Históricamente, eran más útiles para detectar submarinos en la superficie, lo que los obligaba a pasar más tiempo bajo el agua, donde eran menos efectivos (más lento, resistencia limitada, alcance limitado del sensor). Durante gran parte de la Segunda Guerra Mundial, los submarinos alemanes fueron esencialmente torpederos sumergibles. La mayoría de sus ataques en realidad se realizaron en la superficie.

Hoy en día, nuestros radares mejorados pueden detectar periscopios submarinos (y sus estelas) a distancias significativas, lo que obliga a los submarinos a echar sólo vislumbres muy breves. En realidad, el periscopio es bastante útil para identificar objetivos y obtener alcances y rumbos mucho más rápido que acechar solo con el sonar.

Sistema de radar Poseidón P-8

Las tecnologías de radar se están desarrollando más rápido que los sonares. La Marina de los EE. UU. está probando un  nuevo módulo de radar  que puede detectar submarinos.

La Marina de los EE. UU., rompiendo con la detección tradicional de submarinos, está trabajando para reemplazar el sonar y la detección magnética por radar. El sensor aéreo avanzado (AAS) AN/APS-154 detectará las estelas invisibles dejadas por los submarinos bajo el agua, pistas reveladoras de que algo grande acecha bajo las olas. El AAS será transportado por el avión P-8 Poseidon, que luego podrá atacar a los submarinos con torpedos antisubmarinos lanzados desde el aire.

Según  Forbes , la cápsula montada hacia abajo cuenta con un radar avanzado de escaneo electrónico (AESA). A diferencia de los radares parabólicos tradicionales que utilizan un módulo de radar grande y potente, los radares AESA utilizan muchos módulos más pequeños. Estos módulos pueden operar colectivamente en múltiples frecuencias, lo que significa que pueden superar interferencias o ampliar o enfocar su campo de detección, especialmente contra objetos pequeños e invisibles para el ojo humano.


Un dron volador detecta objetivos submarinos utilizando el sonar PASS: pulsos láser producen ondas sonoras bajo el agua, que son captadas por los transductores del dron (Imagen: Universidad de Stanford)

 

Intercepción de señal, ESM

Es posible que detecte un submarino comunicándose por radio. También puedes detectar un submarino si utiliza su radar con sistemas ESM. Una transmisión de radio, aunque sólo tarda una fracción de segundo en enviarse, puede captarse y indicar la orientación del submarino.

Visual

Si estás directamente encima de un submarino a poca profundidad, podrás verlo. No hace falta decir que esto es  extremadamente  raro, pero es una de las razones por las que operar en aguas litorales poco profundas es peligroso. Si tienes suerte, es posible que veas una estela de periscopio. También es poco probable que veas una estela en la superficie. A la profundidad del periscopio, los submarinos se mueven muy lentamente. Y a profundidades operativas, las estelas de la superficie son extremadamente diminutas, probablemente indetectables incluso mediante radar y procesamiento avanzado, aunque se han hecho intentos.


El submarino australiano clase Collins, HMAS Rankin (SSK 78) navega mar adentro a una profundidad de periscopio (Foto de la Marina de EE. UU.)

EO/RI

Un submarino diésel-eléctrico sin AIP (Air Independent Propulsion) tiene que levantar el snorkel para hacer funcionar los diésel y cargar las baterías. Los sistemas EO/IR pueden detectar gases de escape o periscopios/estelas.

Otros métodos no acústicos

• Químico (por ejemplo, sensor de hidrocarburos): para detectar submarinos que practican snorkel recargando sus baterías.
• LIDAR: potencialmente más rápido que MAD. Profundidad y banda de búsqueda limitadas. Menos eficaz en aguas costeras turbias. No se utiliza operativamente.
• Radar para detectar las diminutas térmicas del agua caliente calentada por reactores. (Afirmado por los rusos, no demostrado por Estados Unidos).