SOSUS

SOSUS (akronüüm inglise keelest – The SOund SUrveillance System ehk heliseiresüsteem) oli Ameerika Ühendriikide mereväe poolt välja töötatud passiivne sonar Nõukogude Liidu allveelaevade seireks. Süsteemi tegelik olemus oli salastatud koos tema nime ja akronüümiga SOSUS. Süsteemi ehitamise ja paigaldamise jaoks kasutati salastamata nime "Project Caesar". Kaldajaamade olemasolu selgitamiseks esitati avalikkusele kattelugu, mille järgi oli tegemist mereväe rajatistega (Naval Facility – NAVFAC) okeanograafiliste uuringute tarbeks. SOSUSe statsionaarseid merepõhjas asuvaid hüdrofonide ridu täiendati 1985. aastal veetavate seireridasonarite süsteemiga ( – SURTASS). Peale uuemate süsteemide valmimist, muudeti projekti nimi "integreeritud veealuseks seiresüsteemiks (Integrated Undersea Survaillance System – IUSS)". Asutuse töötajate ja juhtkonna ametinimetustes kasutati seejuures terminit "okeanograafia" kuni missiooni salastamise lõpetamiseni 1991. aastal. Siis nimetati Atlandi ookeani okeanograafiline süsteem ja Vaikse ookeani okeanograafiline süsteem ümber Atlandi ookeani veealuseks seireks ja Vaikse ookeani veealuseks seireks. Alles sellele järgnevalt said töötajad kanda sümboolikat millel kajastus missiooni tegelik sisu.
Süsteem võimaldas ookeanis seiret suurtel vahemaadel, mis saavutati sügava helikanali ehk SOFAR-kanali abiga. Antud süsteemi seirevõimekusele viitab esimene Nõukogude tuumaallveelaeva avastamine, eristamine ja olemasolust teavitamine 6. juulil 1962. Tuumaallveelaev avastati Barbadose NAVFACis lõppeva hüdrofonide rea poolt, kui allveelaev läbis Ühendkuningriigi, Islandi ja Gröönimaa (ÜKIG) tühimikku, et pääseda Atlandi ookeani. Süsteemi hüdrofonide read paiknesid veealustel nõlvadel helikanali sees. Reas paiknevad hüdrofonid võimaldasid signaalitöötluse abil eri suundades kiirte moodustamist. Kui vähemalt kaks hüdrofonide rida tuvastasid sihtmärgi sai triangulatsiooni abil määrata tema ligikaudse asukoha. Seejärel kasutati lennuvahendeid (lennukeid, helikoptereid) või laevu, et sihtmärgi asukoht täpsemalt määrata.
SOSUS kasvas välja 1949. aastal teadlaste ja inseneride ühisest allveelaevade vastase sõjaga seotud probleemide uuringutest. SOSUS kavandati ühendatud hüdrofonide ridadena ning kasutati olemasolevat levinud telefoniside tehnoloogiaid, et hüdrofonide read kaablitega ühendada Atlandi ookeani läänekaldal Nova Scotiast Barbadoseni paiknevate jaamadega. Esimene eksperimentaalne hüdrofonide rida koosnes kuuest hüdrofonist ja paigaldati 1951. aastal Eleutheras Bahama saarte lähedale. Eksperimentaalsele reale järgnesid 1952. aastal täisfunktsionaalne 304,8 m pikkune nelikümne hüdrofoniga rida ja tema edukad katsed sihtallveelaevaga. Samaaegselt suurendati jaamade ehitustellimust kuuelt üheksale. Toona salajane 1960. aasta mereväefilm "Watch in the Sea" kirjeldab 548,6 m pikkuse hüdrofonide rea tootmist. 1954. aastal suurendati tellimust veel kolme Atlandi jaama võrra ja süsteemi laiendati ka Vaiksesse ookeani, kus kuus jaama asusid läänerannikul ja üks Hawaiil.
1954. aasta septembris anti ülesanne ehitada Puerto Ricos Ramey mereväe asutus. Järgnesid teised Atlandi ookeani süsteemi esimese faasi ehitised ja 1957. aastal sai algne Eleutheras töötav hüdrofonide rida kaldarajatise Atlandi süsteemi esimese faasi ehitistest viimasena. Samal aastal hakati Vaikse ookeani süsteeme paigaldama ja aktiveerima. Järgmise kolme aastakümne jooksul lisati rohkem süsteeme; Keflaviki mereväe asutus (Island 1966. aastal) ja NAVFAC Guam 1968. aastal, mis on näited laienemisest väljapoole Atlandi ookeani lääneosa ja Vaikse ookeani idaosa. Uuendused kaldal ja uus merekaabli tehnoloogia võimaldasid süsteemi konsolideerida. 1980. aastaks oli selle konsolideerimise tulemuseks mitmete NAVFAC-ide sulgemine ja tsentraliseeritud andmetöötluse läbi viimine uut tüüpi rajatises, Naval Ocean Processing Facility (NOPF). Selliseid asutusi oli 1981. aastaks üks iga ookeani kohta ja seetõttu suleti NAVFACe massiliselt.
Uute mobiilsete süsteemide valmimise tõttu deaktiveeriti SOSUS-e hüdrofonide read ja mõned anti kasutusele teadusuuringute jaoks. Seire jätkub uute süsteemidega allveeseire komandöri juhtimisel.
Ajalugu.
SOSUS sai alguse 1949. aastal, kui USA merevägi pöördus Riikliku Teaduste Akadeemia all oleva 1946. aastal moodustatud akadeemilise nõuanderühma Allveesõja Komitee poole, et nad uuriksid allveelaevade vastast sõjapidamist. Seetõttu moodustas merevägi Pennsylvania Ülikooli dr. GP Hartwelli järgi nimetatud "projekti Hartwell" uurimisrühma, kes oli Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) juhtimisel Allveesõja Komitee aseesimees. Hartwelli ekspertide kogu soovitas kulutada aastas 10 000 000 USA dollarit (mis 2019. aasta vääringus oleks 107 450 000 dollarit), et arendada välja süsteemid Nõukogude allveelaevade vastu võitlemiseks. Süsteem nägi peamiselt ette suurt diiselallveelaevade laevastiku ehitamist.
Uurimisrühm soovitas ka arendada süsteemi, et seirata madalsageduslikke helisid SOFAR kanalis, kasutades mitut hüdrofoniga varustatud seirekohta ja töötlusasutust, mis oleks võimeline arvutama allveelaevade asukohti sadade miilide kauguses..
Uuringud.
Hartwelli uurimisrühma soovitusel sõlmis mereväeuuringute büroo (ONR) lepingud Ameerika Telefoni- ja Telegraafiettevõtte (AT&amp;T) Bell Labiga uurimistöö ja Western Electricuga elementide tootmiseks, et arendada suurtel vahemaadel toimiv passiivne seiresüsteemi, mis põhineb ookeani põhjas paiknevate hüdrofonide ridadel. Süsteem kasutas tehnikat nimetusega Low Frequency Analyzer and Recorder (madalate sageduste salvesti ja analüsaator), mida tähistatakse akronüümiga LOFAR, mis põhines madala sagedusega veealuste helide analüüsiks modifitseeritud AT&amp;T algselt kõneanalüüsiks loodud helide spektrograafile. See uurimis- ja arendustöö nimetati "Project Jezebeliks".
Jezebeli ja LOFARi hakati allveelaevade lokaliseerimiseks kasutama ka passiivse omnidirektsionaalse AN/SSQ-28 Jezebel-LOFAR sonopoi juures, mis võeti kasutusele 1956. aastal allveelaevade vastaste õhusõidukite juures. See sonopoi andis lennukitele sama LOFAR madala sageduste analüüsi võimekusele nagu SOSUS. Belli telefonilaborite ajaviite korrelatsiooni kasutati sihtmärgi asukoha kindlakstegemiseks kahe või enama sonopoi tehnikas nimega COrrelation Detection And Ranging (CODAR). Antud sonopoid kasutati koos väikese lõhkelaenguga varustatud sonopoidega hiljem aktiivrežiimis sihtmärkide kajade tuvastamiseks. Aktiivrežiimi nimetasid tehnika arendanud insenerid burleskitantsija järgi Julieks, kuna tema "esitus võis passiivsed poi(si)d aktiivseks muuta".
Columbia ülikooli Hudsoni laboratooriumis tehtavad seotud teadusuuringuid nimetati "Project Michaeliks". Woods Hole'i okeanograafiainstitutsioonile ja Scrippsi okeanograafiainstitutsioonile tehti "projekti Michael" raames ka ülesandeks arendada arusaamist heli kauglevist. Vajaduse tõttu mõista akustilist keskkonda paremini viidi nii mereväe- kui ka mereväe okeanograafiaasutuste rahastamise abil läbi palju okeanograafiauuringuid. Suuremahuline, pikaajaline, üle 25 aasta kestnud uurimisprogramm, Long Range Acoustic Propagation Program (LRAPP, akustilise kauglevi programm), tegi kauglevi mõistmises märkimisväärseid edusamme ja mõjutas SOSUSe arendamise raames tehtud otsuseid märkimisväärselt ja mõjutas SOSUSe laienemist Atlandi ookeani idaossa.. It was part of LRAPP as noted on page 181 of the reference. The experiment was part of the Pacific Acoustic Research Kaneohe – Alaska (PARKA) II experiment in 1969. Parts of Sea Spider ended up off Bermuda, designated "Testbed" for more experiments. That array was installed by unusual cable and installation vessel "Naubuc" but also failed (See "Naubuc").&lt;/ref&gt;
Arendamine ja paigaldamine.
Kasutatud tehnoloogia pärines suures osas müügil olevatest telefonisüsteemidest ja nafta otsingute seadmetest. AT&amp;T oli võimeline kaableid paigaldama nagu ka teised ettevõtted kes olid aastakümneid välja töötanud süsteeme merealust telekommunikatsioonikaabelsüsteemide paigaldamiseks. SOSUSe puhul oli keerukas keskkonna eripärade mõistmine, misjärel rakendati suures osas olemasolevat tehnoloogiat ja seadmeid probleemi lahendamiseks.
Nelikümmend reas paiknevat hüdrofoni võimaldasid signaalitöötluse abil horisontaalsete asimutaalsete kiirte moodustamist, mille laius oli kaks kuni viis kraadi, iga moodustatav kiir koos LOFAR-analüüsiga ja võimega analüüsida helisid kitsastes sagedusribades võimaldas eristada otsitavaid helisid ookeani looduslikest helidest ja tuvastada spetsiifilisi laevadega seotud signatuure. NAVFACi jälgimis korrusel olid paberile prinditavate LOFARi spektrogrammide (LOFARgrammide) kogumitega.
Paberile prinditavad LOFARgrammid kujutasid graafiliselt akustilise signaali sagedusjaotuse muutusi ajas. LOFARgramme tõlgendamisega tegelesid allveelaevade signatuuride tuvastamiseks koolitatud spetsialistid. Kahe või enama hüdrofonide rea sihtmärgi tuvastamise hinnati triangulatsiooni abil sihtmärgi asukohta. Süsteem oli võimeline allveelaevu avastama ja ligikaudselt lokaliseerimisema ja seejärel teavitama allveelaevade vastast sõda pidavaid üksusi täpsemaks otsimiseks. Esimesed Atlandi ookeani monitoorivad jaamad paiknesid Nova Scotiast kuni Barbadoseni, moodustades poolringi, mis oli suunatud Atlandi ookeani lääneossa ja oli geograafiliselt suure eraldatusega korrelatsioonianalüüside ja triangulatsiooni.
Turvameetmed.
"Jezebeli" ja "Michaeli" raames tehtud projekt Hartwelli teadus- ja rakendusuuringud realiseerusid laiade alade heliseiresüsteemiks vastavalt Frederick V. Hunti visioonile ja sai nime akronüümiga SOSUS. Nimi ja akronüüm olid mõlemad salastatud. Projekti käigus esines mittetahtlikke paljastusi. Mereväeuuringute büroo laevastikuanalüüsi ja tugiteenuste osakonna (Office of Naval Research, Fleet Analysis and Support Division) töövõtja avaldas salastamata aruande kus mainiti "SOSUS"st, seoses akronüümiga "SOSS", ("Sound Search Station") ja võimet visualiseerida sonopoide andmeid kõrvuti õhusõidukil või SOSS-i ekraanil kontaktide liigitamiseks sõbralikeks või vaenlasteks. Salastamata nime "Project Caesar" kasutati SOSUSe nimetamiseks tema arendamisel ja ehitamisel.
Spionaaž.
Aastal 1988 arreteeriti St. John'sis (Kanadas) ungari-kanada päritolu Stephen Joseph Ratkai, keda süüdistati Nõukogude luure heaks Argentia mereväe jaamas asuva SOSUSe kohta teabe kogumises. John Anthony Walker, USA mereväe ülemveebel kes oli sidespetsialist, lekitas külma sõja ajal Nõukogude Liidule SOSUSe võimekuse kohta infot, mis otseselt ohustas süsteemi tõhusust.
Pärast külma sõda.
Kaablitehnoloogia ja signaalitöötluse areng võimaldasid 1998. aastaks paljud kaldajaamad sulgeda ja asendada väheste kesksete töötlemisrajatisega. Nõukogude liidu võimekuste kokku kukkumise tõttu oli külma sõja lõpuks 1990. aastatel meredel vaid mõned vaenulikud tuumaallveelaevad ja seetõttu kadus vajadust säilitada IUSS/SOSUS täisvõimekus. USA merevägi keskendus ka uue fikseeritud süsteemi – fikseeritud hajutatud süsteemi ja paindlikule vastavalt käesolevale olukorrale paigaldatavatele süsteemidele, nagu näiteks veetav seireridasonarite süsteem (Surveillance Towed Array Sensor System – SURTASS) ja täiustatud paigaldatav süsteem (Advanced Deployable System).Ametlik avalikustamine toimus 1991. aastal, kuids selleks ajaks olid IUSS ja SOSUS juba ammu nö "avalik saladus".