'Game Changer', Tiongkok Sudah Bisa Melacak Kapal Selam AS Paling Senyap Sekalipun

BEIJING - Sebuah studi yang diterbitkan oleh Chinese Journal of Ship Research, baru-baru ini menunjukkan bahwa kapal selam tercanggih sudah dapat dideteksi oleh teknologi terbaru, 'game changer" yang akan mengancam dominasi AS di lautan.

Para peneliti dari Institut Penelitian Fujian Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok tentang Struktur Materi, telah menemukan detektor magnetik ultra-sensitif dapat mengambil jejak kapal selam paling canggih dari jarak jauh.

Dikutip dari The South China Morning Post, AS secara luas diyakini mengoperasikan beberapa kapal selam yang paling sulit dideteksi, dengan sistem pengurangan akustik dan getaran yang canggih untuk memadukannya dengan kebisingan latar belakang lautan.

Carl Schuster, pensiunan kapten Angkatan Laut AS dan mantan direktur operasi di Pusat Intelijen Gabungan Komando Pasifik di Hawaii, mengatakan kepada CNN pada April bahwa "kapal selam adalah satu area di mana Amerika Serikat mempertahankan keunggulan yang tak tertandingi atas Tiongkok".

Namun, tim yang dipimpin oleh Zou Shengnan, menggunakan pemodelan komputer untuk menentukan apakah mungkin mendeteksi gelembung yang hampir tak terlihat yang dihasilkan oleh kapal selam bertenaga nuklir yang berlayar dengan kecepatan tinggi.

"Hasilnya memberikan solusi baru untuk deteksi dan pelacakan kapal selam," bunyi makalah itu.

Jurnal ini dijalankan oleh Pusat Penelitian Ilmiah Kapal Tiongkok, yang memiliki sejarah panjang dan dihormati dalam perkembangan mutakhir dalam rekayasa kapal dan kelautan.

Para peneliti menghitung bahwa sinyal frekuensi sangat rendah (ELF) yang dihasilkan oleh gelembung kapal selam bisa lebih kuat daripada sensitivitas detektor anomali magnetik tingkat lanjut sebesar tiga hingga enam kali lipat.

"Besarnya medan listrik dan medan magnet yang diinduksi berada dalam jangkauan deteksi beberapa sensor kelas atas," kata makalah itu.

Gelembung adalah konsekuensi yang tak terhindarkan dari kecepatan jelajah kapal selam, yang menyebabkan air yang mengalir di sekitar lambung bergerak lebih cepat saat energi kinetiknya meningkat dan energi potensialnya, dinyatakan sebagai tekanan berkurang.

Ini karena energi total sistem tertentu harus tetap konstan. Dalam kasus fluida yang bergerak, jumlah energi kinetik, yang disebabkan oleh gerakan fluida, dan energi potensial tidak akan berubah, tetapi keseimbangan kedua gaya akan bergeser.

Ketika tekanan cukup berkurang, gelembung kecil terbentuk di permukaan lambung karena sebagian air menguap. Proses kavitasi ini kemungkinan besar terjadi pada area dengan kelengkungan tajam atau permukaan kasar, yang dapat menciptakan area dengan tekanan rendah.

Saat air terus mengalir di sekitar lambung, gelembung tumbuh lebih besar dan menjauh dari permukaan, di mana tekanan yang lebih tinggi, seperti di dekat tepi belakang lambung, menyebabkannya jatuh dengan keras.

"Proses ini menyebabkan turbulensi dan dapat menghasilkan tanda elektromagnetik, dalam fenomena yang dikenal sebagai efek magnetohydrodynamic (MHD). Semakin cepat turbulensi, semakin kuat tegangan MHD," terangnya.

Menurut hasil pemodelan komputer, "sinyal medan listrik induksi yang signifikan dapat diamati di sekitar haluan, buritan, dan bagian belakang lambung".

Menurut para peneliti, emisi elektromagnetik yang dihasilkan oleh gelembung kavitasi berfluktuasi dari waktu ke waktu, menghasilkan sinyal berbeda dalam rentang frekuensi yang sangat rendah, dari 49,94 Hz hingga 34,19 Hz.

Meskipun redup, sinyal ELF dapat menempuh jarak yang sangat jauh, berkat kemampuannya untuk menembus air dan mencapai ionosfer, tempat sinyal tersebut dipantulkan kembali ke permukaan bumi.

Kualitas ini sudah dimanfaatkan untuk komunikasi kapal selam. Tiongkok, misalnya, telah membangun antena terbesar di dunia untuk mengirimkan sinyal ELF ke armada kapal selamnya yang tersembunyi di perairan dalam.

"Ini juga dapat memberikan referensi untuk pemilihan frekuensi komunikasi elektromagnetik untuk kapal selam berkecepatan tingg," kata Zou.

Teknologi pendeteksian elektromagnetik tradisional menemukan dan melacak gangguan di medan magnet Bumi yang diciptakan oleh pergerakan melalui air kapal selam, yang biasanya terbuat dari bahan feromagnetik seperti baja.

Dengan menganalisis kekuatan dan arah medan elektromagnetik, dimungkinkan untuk menentukan lokasi dan pergerakan kapal selam. Namun teknologi pendeteksian tradisional semakin dibatasi oleh penanggulangan yang digunakan oleh perancang kapal.

Ini termasuk penggunaan bahan bermagnet rendah atau non-logam dalam desain cangkang kapal selam, serta langkah-langkah lain untuk terus mengurangi karakteristik elektromagnetik kapal.

Menurut Zuo dan timnya, ada kebutuhan mendesak untuk meneliti jenis sumber sinyal baru, tetapi mereka memperingatkan bahwa ada beberapa tantangan praktis untuk mendeteksi sinyal elektromagnetik yang dihasilkan oleh kavitasi kapal selam.

Ini termasuk hilangnya sinyal ketika kapal selam melambat atau berhenti, serta gangguan dari sumber lain - seperti kebisingan elektromagnetik yang terjadi secara alami atau sinyal buatan manusia.

Aliran air di sekitar kapal selam juga bisa sangat bergejolak dan tidak stabil, yang dapat memengaruhi pembentukan dan evolusi gelembung kavitasi dan sinyal elektromagnetik yang dihasilkan.

Para peneliti mengatakan, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk lebih memahami fisika kompleks di balik kopling aliran-elektromagnetik, untuk mengembangkan model yang lebih akurat dan andal untuk memprediksi tanda kapal selam elektromagnetik yang diinduksi ini.