MASINT Geofísico

Una de las maneras más sencillas para que las naciones protejan las armas de destrucción masiva, los puestos de mando y otras estructuras críticas es enterrarlas profundamente, quizás ampliando cuevas naturales o minas abandonadas. El enterramiento profundo no solo ofrece protección contra ataques físicos, ya que incluso sin el uso de armas nucleares, existen bombas guiadas de precisión con gran capacidad de penetración que pueden atacarlas. El enterramiento profundo, con el camuflaje adecuado durante la construcción, permite evitar que el adversario conozca la ubicación de la instalación enterrada con la suficiente precisión como para dirigir armas guiadas de precisión contra ella.

Por lo tanto, encontrar estructuras enterradas a gran profundidad es un requisito militar crítico. ^{[ 5 ]} El primer paso habitual para encontrar una estructura profunda es la IMINT, especialmente el uso de sensores hiperespectrales IMINT para ayudar a eliminar el ocultamiento. "Las imágenes hiperespectrales pueden ayudar a revelar información que no se puede obtener a través de otras formas de inteligencia de imágenes, como el contenido de humedad del suelo. Estos datos también pueden ayudar a distinguir las redes de camuflaje de la vegetación natural". Aun así, una instalación excavada bajo una ciudad concurrida sería extremadamente difícil de encontrar durante la construcción. Cuando el adversario sabe que se sospecha que existe una instalación enterrada a gran profundidad, puede haber una variedad de señuelos y trampas, como fuentes de calor enterradas para confundir los sensores infrarrojos, o simplemente cavar agujeros y cubrirlos, sin nada dentro.

La inteligencia de fuentes abiertas (MASINT) mediante sensores acústicos, sísmicos y magnéticos parece prometedora, pero estos sensores deben estar relativamente cerca del objetivo. La detección de anomalías magnéticas (MAD) se utiliza en la guerra antisubmarina para la localización final antes de un ataque. La existencia del submarino se suele determinar mediante escucha pasiva y se refina con sensores pasivos direccionales y sonar activo.

Una vez que estos sensores (así como la inteligencia humana y otras fuentes) fallen, se vislumbra la posibilidad de inspeccionar grandes áreas e instalaciones ocultas mediante sensores gravimétricos . Los sensores de gravedad constituyen un campo nuevo, pero las exigencias militares los hacen importantes a medida que la tecnología para su uso se vuelve viable.

Especialmente en las aplicaciones navales actuales de "aguas verdes" y "aguas marrones", las armadas están buscando soluciones MASINT para afrontar los nuevos desafíos de operar en áreas litorales de operaciones . ^{[ 6 ]} Este simposio consideró útil examinar cinco áreas tecnológicas, que son interesantes para contrastar con las categorías generalmente aceptadas de MASINT: acústica y geología y geodesia/sedimentos/transporte, detección no acústica (biología/óptica/química), oceanografía física , meteorología costera y detección electromagnética.

Aunque es improbable que se repita un desembarco en una playa fortificada al estilo de la Segunda Guerra Mundial, otro aspecto importante del litoral es la capacidad de reaccionar ante las oportunidades de guerra anfibia. La detección de minas en aguas poco profundas y en la playa sigue siendo un desafío, ya que la guerra de minas es un arma letal, aunque poco efectiva.

Si bien los desembarcos iniciales de una fuerza marítima se realizarían mediante helicópteros o aeronaves de rotor basculante , con vehículos de colchón de aire para transportar equipos de mayor tamaño a tierra, eventualmente se necesitarán embarcaciones de desembarco tradicionales, pasarelas portátiles u otros equipos para trasladar equipos pesados ​​a través de la playa. La poca profundidad y los obstáculos naturales submarinos pueden bloquear el acceso a la playa para estas embarcaciones y equipos, al igual que las minas de aguas poco profundas. El radar de apertura sintética (SAR), la detección y medición de distancia por láser aerotransportada (LIDAR) y el uso de bioluminiscencia para detectar estelas alrededor de obstáculos submarinos podrían ayudar a resolver este problema.

El acceso a la playa y su desplazamiento a través de ella presentan sus propios desafíos. Los vehículos operados a distancia pueden trazar rutas de aterrizaje y, junto con el LIDAR y las imágenes multiespectrales , pueden detectar aguas poco profundas. Una vez en la playa, el suelo debe soportar el peso del equipo. Entre las técnicas empleadas se incluyen la estimación del tipo de suelo a partir de imágenes multiespectrales o mediante un penetrómetro lanzado desde el aire que mide la capacidad de carga de la superficie.

Si bien los primeros marineros no contaban con sensores más allá de sus cinco sentidos, el meteorólogo moderno dispone de una amplia gama de dispositivos de medición geofísicos y electroópticos, que operan en plataformas desde el fondo del mar hasta el espacio profundo. Las predicciones basadas en estas mediciones se fundamentan en patrones de fenómenos meteorológicos pasados, un profundo conocimiento teórico y modelos computacionales.

Las predicciones meteorológicas pueden proporcionar información negativa significativa cuando la firma de ciertos sistemas de combate es tal que solo pueden operar bajo determinadas condiciones climáticas. El clima ha sido durante mucho tiempo un factor crítico en las operaciones militares modernas, como cuando la decisión de desembarcar en Normandía el 6 de junio, en lugar del 5 de junio de 1944, dependió de la confianza que Dwight D. Eisenhower depositó en su asesor meteorológico, el capitán de grupo James Martin Stagg . Rara vez se comprende que algo tan rápido como un vehículo de reentrada de misiles balísticos, o tan "inteligente" como una munición guiada de precisión , aún puede verse afectado por los vientos en la zona objetivo.

Como parte de los Sensores Terrestres No Asistidos, ^{[ 8 ]} la Estación Meteorológica Miniatura Remota (RMWS), de System Innovations, es una versión lanzable desde el aire con un sistema ligero, desechable y modular con dos componentes: un sensor meteorológico (MET) y un ceilómetro (altura del techo de nubes) con MET limitado. El sistema MET básico se basa en la superficie y mide la velocidad y dirección del viento, la visibilidad horizontal, la presión atmosférica en superficie, la temperatura del aire y la humedad relativa. El sensor ceilómetro determina la altura de las nubes y las capas de nubes discretas. El sistema proporciona datos casi en tiempo real, capaz de operar las 24 horas durante 60 días. La RMWS también puede ser utilizada por los meteorólogos de combate de Operaciones Especiales de la Fuerza Aérea de los EE. UU. ^{[ 9 ]}

La versión portátil, utilizada por meteorólogos de combate, tiene una función adicional: la de ceilómetro miniatura remoto. Diseñado para medir la altura de las nubes en múltiples capas y enviar esos datos a través de un enlace de comunicación satelital a una pantalla de operador, el sistema utiliza un láser de neodimio-YAG (Nd:YAG) de 4 megavatios, no apto para la vista. Según un meteorólogo, "Tenemos que tener cuidado con eso", dijo. "Nos preocupa que la población civil lo use y juegue con él, disparando el láser y lastimando la vista de alguien. Hay dos unidades diferentes [para el RMWS]. Una tiene el láser y la otra no. La diferencia principal es que la que tiene el láser proporciona la altura de las nubes".

La inteligencia de masas hidrográfica (MASINT) se diferencia sutilmente de la meteorológica, ya que considera factores como la temperatura y la salinidad del agua, las actividades biológicas y otros factores que influyen significativamente en los sensores y las armas utilizadas en aguas poco profundas. El rendimiento acústico de los equipos antisubmarinos (ASW, por sus siglas en inglés) depende de la estación del año en que se encuentre la zona costera. Las condiciones de la columna de agua, como la temperatura, la salinidad y la turbidez, son más variables en aguas poco profundas que en aguas profundas. La profundidad del agua y el material del fondo marino también influyen en las condiciones de rebote de las olas. Las condiciones estacionales de la columna de agua (en particular, entre verano e invierno) son inherentemente más variables en aguas poco profundas que en aguas profundas. ^{[ 6 ]}

Si bien se presta mucha atención a las aguas poco profundas del litoral, otras áreas presentan características hidrográficas únicas.

• Áreas regionales con remolinos de agua dulce
• Frentes de salinidad en mar abierto
• Cerca de témpanos de hielo
• Bajo el hielo

Un estudio sobre el desarrollo táctico de submarinos observó: «En muchas zonas del mundo existen remolinos de agua dulce. Como hemos comprobado recientemente en el Golfo de México con el Sistema Táctico de Monitoreo Oceanográfico (TOMS), existen conductos superficiales muy marcados que provocan que la predicción del sonar de la Biblioteca del Programa de Misiones de la Flota Submarina (SFMPL) no sea fiable. La información batitérmica precisa es fundamental y un requisito previo para obtener predicciones de sonar precisas».

Medición del fondo marino

Se pueden utilizar diversos sensores para caracterizar el fondo marino, por ejemplo, clasificándolo en lodo, arena y grava. Los sensores acústicos activos son los más obvios, pero también existe información potencial proveniente de sensores gravimétricos, electroópticos y de radar para realizar inferencias a partir de la superficie del agua, etc.

Los sonares relativamente sencillos, como las ecosondas, pueden integrarse en sistemas de clasificación del fondo marino mediante módulos adicionales, que convierten los parámetros del eco en tipos de sedimento. Existen diferentes algoritmos, pero todos se basan en cambios en la energía o la forma de los pulsos reflejados por la ecosonda.

Los sonares de barrido lateral permiten obtener mapas de la topografía de una zona desplazando el sonar justo por encima del fondo marino. Los sonares multihaz montados en el casco no son tan precisos como un sensor cerca del fondo, pero ambos pueden proporcionar una visualización tridimensional razonable.

Otro enfoque proviene de un mayor procesamiento de señales de los sensores militares existentes. ^{[ 12 ]} El Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. demostró tanto la caracterización del fondo marino como las características subsuperficiales del mismo. Los sensores utilizados, en diferentes demostraciones, incluyeron haces de incidencia normal del sonar de superficie AM/UQN-4 y el sonar submarino AN/BQN-17; retrodispersión del sonar multihaz comercial Kongsberg EM-121; sonares AN/UQN-4 en buques de contramedidas de minas (MCM) y el sistema de detección de minas AN/AQS-20. Estos produjeron el gráfico "Caracterización del fondo y subsuperficie".

Una de las mejoras en el vehículo de reconocimiento Fuchs 2 ^{[ 13 ]} es la adición de instrumentación meteorológica a bordo, que incluye datos como la dirección y velocidad del viento; la temperatura del aire y del suelo; la presión barométrica y la humedad.

Aunque actualmente tiene principalmente interés histórico, una de las primeras aplicaciones de la inteligencia de masas acústica y óptica fue la localización de artillería enemiga mediante el sonido de sus disparos y los destellos, respectivamente, durante la Primera Guerra Mundial. El ejército británico, bajo el liderazgo del premio Nobel William Bragg, fue pionero en la localización acústica eficaz . La detección de destellos se desarrolló paralelamente en los ejércitos británico, francés y alemán. La combinación de la localización acústica (es decir, la inteligencia de masas acústica) y la detección de destellos (antes de la llegada de la optoelectrónica moderna) proporcionó información sin precedentes para la época, tanto en precisión como en rapidez. Las posiciones de los cañones enemigos se localizaban con una precisión de entre 25 y 100 yardas, y la información llegaba en tres minutos o menos.

Sistemas acústicos de contrabatería iniciales de la Primera Guerra Mundial

En el gráfico de "Localización de Sonido", el puesto de escucha (o avanzado), atendido por personal, se ubica a unos segundos de sonido (o aproximadamente 2000 yardas) por delante de la línea de micrófonos no atendidos. Este puesto envía una señal eléctrica a la estación de grabación para encender el equipo de grabación. La posición de los micrófonos se conoce con precisión. Las diferencias en el tiempo de llegada del sonido, obtenidas de las grabaciones, se utilizaron para determinar la fuente del sonido mediante diversas técnicas. Véase http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging

Mientras que la localización acústica es una técnica de tiempo de llegada similar a la de los sensores multiestáticos modernos, la detección de destellos utilizaba instrumentos ópticos para obtener la orientación del destello desde puestos de observación con un levantamiento topográfico preciso. La ubicación del cañón se determinaba trazando las orientaciones reportadas a los mismos destellos. Véase http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy. Hoy en día, la localización de destellos se denominaría inteligencia de masas electroóptica (MASINT).

La detección de alcance mediante sonido y destello de artillería se mantuvo durante la Segunda Guerra Mundial y, en sus formas más recientes, hasta la actualidad, aunque la detección de destellos generalmente cesó en la década de 1950 debido a la adopción generalizada de propulsores sin destello y al creciente alcance de la artillería. Los radares móviles de contrabatería capaces de detectar cañones, que constituyen en sí mismos un sensor de radar MASINT, estuvieron disponibles a finales de la década de 1970, si bien los radares antimortero aparecieron durante la Segunda Guerra Mundial. Estas técnicas fueron paralelas a la radiogoniometría en SIGINT, que comenzó en la Primera Guerra Mundial, utilizando trazados gráficos de rumbo y que ahora, con la sincronización horaria precisa del GPS, a menudo se basa en la hora de llegada.

Localizadores de artillería acústica modernos

Actualmente, la localización de posiciones de artillería se realiza principalmente mediante sistemas aéreos no tripulados (UAS) e inteligencia de imágenes (IMINT) o radares antiaéreos , como el ampliamente utilizado ArtHuR sueco. La inteligencia de señales (SIGINT) también puede proporcionar información sobre las posiciones, tanto con inteligencia de comunicaciones (COMINT) para órdenes de tiro como con inteligencia electrónica (ELINT) para datos como el radar meteorológico. Sin embargo, existe un renovado interés en los sistemas acústicos y electroópticos para complementar el radar antiaéreo.

Los sensores acústicos han evolucionado mucho desde la Primera Guerra Mundial. Normalmente, el sensor acústico forma parte de un sistema combinado, en el que activa radares o sensores electroópticos de mayor precisión, pero con un campo de visión más reducido.

HALO

El sistema británico de localización de artillería hostil (HALO) ha estado en servicio con el Ejército Británico desde la década de 1990. Si bien HALO no es tan preciso como el radar, complementa especialmente a los radares direccionales. Detecta pasivamente cañones de artillería, morteros y cañones de tanques, con una cobertura de 360 ​​grados y puede monitorear más de 2000 kilómetros cuadrados. HALO ha funcionado en áreas urbanas, las montañas de los Balcanes y los desiertos de Irak. ^{[ 14 ]}

El sistema consta de tres o más posiciones de sensores no tripuladas, cada una con cuatro micrófonos y procesamiento local. Estos deducen la dirección de un cañón, mortero, etc. Dichas direcciones se comunican automáticamente a un procesador central que las combina para triangular la fuente del sonido. Puede calcular datos de localización de hasta 8 disparos por segundo y mostrarlos al operador del sistema. HALO puede utilizarse junto con los radares de contrabatería COBRA y ArtHur, que no son omnidireccionales, para enfocar el sector correcto.

UTAMS

Otro sistema acústico es el sensor acústico transitorio MASINT no tripulado (UTAMS) , desarrollado por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU ., que detecta lanzamientos e impactos de morteros y cohetes. UTAMS sigue siendo el sensor de señalización principal para el Sistema de Detección de Amenazas Persistentes (PTDS). ARL montó aerostatos con UTAMS, ^{[ 15 ]} desarrollando el sistema en poco más de dos meses. Tras recibir una solicitud directa de Irak, ARL fusionó componentes de varios programas para permitir el despliegue rápido de esta capacidad. ^{[ 16 ]}

UTAMS tiene de tres a cinco conjuntos acústicos, cada uno con cuatro micrófonos, un procesador, un enlace de radio, una fuente de alimentación y una computadora portátil de control. UTAMS, que entró en servicio por primera vez en Irak, ^{[ 17 ]} se probó por primera vez en noviembre de 2004 en una Base de Operaciones de Fuerzas Especiales (SFOB) en Irak. UTAMS se utilizó junto con los radares de contrabatería AN/TPQ-36 y AN/TPQ-37 . Si bien UTAMS fue diseñado principalmente para detectar fuego de artillería indirecto, las Fuerzas Especiales y su oficial de apoyo de fuego descubrieron que podía localizar explosiones de artefactos explosivos improvisados ​​(IED) y disparos de armas pequeñas/granadas propulsadas por cohete (RPG). Detectó puntos de origen (POO) hasta a 10 kilómetros del sensor.

El análisis de los registros de UTAMS y radar reveló varios patrones. La fuerza enemiga disparaba  morteros de 60 mm durante las horas de la cena, presumiblemente porque eso proporcionaba las mayores concentraciones de personal y la mejor oportunidad de causar numerosas bajas. Esto habría sido evidente a partir del historial de impactos, pero estos sensores MASINT establecieron un patrón en las ubicaciones de disparo del enemigo.

Esto permitió a las fuerzas estadounidenses acercar los morteros al alcance de las posiciones de tiro, proporcionar coordenadas a los cañones cuando los morteros estaban ocupados y utilizar helicópteros de ataque como apoyo. Los adversarios recurrieron al fuego nocturno, que, una vez más, fue contrarrestado con fuego de mortero, artillería y helicópteros. Posteriormente, se adentraron en una zona urbana donde la artillería estadounidense tenía prohibido disparar, pero una combinación de lanzamiento de panfletos de operaciones psicológicas y disparos intencionados que casi impactaron convencieron a los lugareños de no dar refugio a las dotaciones de morteros.

Originalmente diseñado para un requerimiento de la Infantería de Marina en Afganistán, el sistema UTAMS se combinó con la inteligencia artificial electroóptica (MASINT) para producir el sistema de detección de lanzamiento de cohetes (RLS), útil contra cohetes y morteros.

En la aplicación Rocket Launch Spotter (RLS), ^{[ 18 ]} cada conjunto consta de cuatro micrófonos y equipos de procesamiento. Analizando los retardos de tiempo entre la interacción de un frente de onda acústica con cada micrófono del conjunto, UTAMS proporciona un acimut de origen. El acimut de cada torre se informa al procesador UTAMS en la estación de control, y se triangula y muestra un POO. El subsistema UTAMS también puede detectar y localizar el punto de impacto (POI), pero, debido a la diferencia entre las velocidades del sonido y la luz, UTAMS puede tardar hasta 30 segundos en determinar el POO para un lanzamiento de cohete a 13  km de distancia. En esta aplicación, el componente electroóptico de RLS detectará el POO del cohete antes, mientras que UTAMS puede tener un mejor desempeño con la predicción del mortero.

Los hidrófonos modernos convierten el sonido en energía eléctrica, que luego puede someterse a un procesamiento de señal adicional o transmitirse directamente a una estación receptora. Pueden ser direccionales u omnidireccionales.

Las armadas utilizan diversos sistemas acústicos, especialmente pasivos, en la guerra antisubmarina, tanto táctica como estratégica. Para uso táctico, los hidrófonos pasivos, tanto en buques como en sonoboyas lanzadas desde el aire , se utilizan ampliamente en la guerra antisubmarina. Pueden detectar objetivos a mayor distancia que el sonar activo, pero generalmente no alcanzan la precisión de localización de este último, aproximándose a ella mediante una técnica denominada Análisis de Movimiento del Objetivo (TMA). El sonar pasivo tiene la ventaja de no revelar la posición del sensor.

El Sistema Integrado de Vigilancia Submarina (IUSS) consta de múltiples subsistemas en SOSUS, Sistema Fijo Distribuido (FDS) y el Sistema Desplegable Avanzado (ADS o SURTASS ). Reducir el énfasis en las operaciones en aguas abiertas de la Guerra Fría puso a SOSUS, con buques de detección más flexibles tipo "barco atunero" llamados SURTASS como los principales sensores de largo alcance en aguas abiertas ^{[ 19 ]} SURTASS usaba matrices acústicas pasivas remolcadas más largas y sensibles que las que se podían desplegar desde buques maniobrables, como submarinos y destructores.

El sistema SURTASS ahora se complementa con un sonar activo de baja frecuencia (LFA); consulte la sección de sonar.

Los sensores acústicos MASINT de la era de Vietnam incluían el "Acoubuoy (91 cm de largo, 12 kg) que descendía flotando con un paracaídas camuflado y quedaba atrapado en los árboles, donde permanecía colgado para escuchar. El Spikebuoy (168 cm de largo, 18 kg) se plantaba en el suelo como un dardo de jardín. Solo la antena, que parecía tallos de maleza, quedaba visible sobre el suelo". ^{[ 23 ]} Esto formaba parte de la Operación Igloo White .

Parte del sistema mejorado de sensores remotos para el campo de batalla AN/GSQ-187 (I-REMBASS) es un sensor acústico pasivo que, junto con otros sensores MASINT, detecta vehículos y personal en el campo de batalla. ^{[ 24 ]} Los sensores acústicos pasivos proporcionan mediciones adicionales que pueden compararse con firmas y utilizarse para complementar otros sensores. El control del I-REMBASS se integrará, aproximadamente en 2008, con el sistema terrestre Prophet SIGINT/EW .

Por ejemplo, un radar de búsqueda terrestre podría no ser capaz de diferenciar entre un tanque y un camión que se mueven a la misma velocidad. Sin embargo, al añadir información acústica, podría distinguirlos rápidamente.

Los buques de guerra, por supuesto, hicieron un uso extensivo del sonar activo , que es otro sensor acústico MASINT. Además de su aplicación obvia en la guerra antisubmarina, los sistemas acústicos activos especializados desempeñan funciones en:

• Cartografía del fondo marino para la navegación y la prevención de colisiones. Esto incluye medidores de profundidad básicos, pero rápidamente se pasa a dispositivos que realizan cartografía submarina tridimensional.
• Determinar las características del lecho marino, para aplicaciones que van desde comprender sus propiedades de reflexión del sonido, hasta predecir el tipo de vida marina que se puede encontrar allí, o saber cuándo una superficie es apropiada para el anclaje o para el uso de diversos equipos que entrarán en contacto con el lecho marino.

En el laboratorio se han construido diversos sonares de apertura sintética, algunos de los cuales se utilizan en sistemas de búsqueda y detección de minas. En el artículo sobre sonares de apertura sintética se explica su funcionamiento .

Superficie del agua, interferencia de los peces y caracterización del fondo marino.

La superficie y el fondo del agua actúan como límites reflectantes y dispersores. Los grandes cardúmenes de peces, con aire en su vejiga natatoria, también pueden influir significativamente en la propagación acústica.

Para muchos fines, aunque no para todas las aplicaciones tácticas navales, la superficie del mar y del aire puede considerarse un reflector perfecto. «Los efectos del fondo marino y de la superficie del mar sobre los sistemas acústicos en aguas poco profundas son muy complejos, lo que dificulta las predicciones de alcance. La degradación por trayectos múltiples afecta al factor de mérito general y a la clasificación activa. Como resultado, las identificaciones erróneas de objetivos son frecuentes». ^{[ 6 ]}

La diferencia de impedancia acústica entre el agua y el fondo es generalmente mucho menor que en la superficie y más compleja. Depende del tipo de material del fondo y de la profundidad de las capas. Se han desarrollado teorías para predecir la propagación del sonido en el fondo en este caso, por ejemplo, por Biot ^{[ 25 ]} y por Buckingham ^{[ 26 ] .}

Superficie del agua

En el caso de los sonares de alta frecuencia (superiores a aproximadamente 1  kHz) o cuando el mar está agitado, parte del sonido incidente se dispersa, y esto se tiene en cuenta asignando un coeficiente de reflexión cuya magnitud es inferior a uno.

En lugar de medir los efectos de superficie directamente desde un barco, el radar MASINT, instalado en aeronaves o satélites, puede proporcionar mediciones más precisas. Estas mediciones se transmitirían posteriormente al procesador de señales acústicas del buque.

Bajo el hielo

Una superficie cubierta de hielo, por supuesto, es tremendamente diferente incluso del agua arrastrada por una tormenta. Para evitar colisiones y propagar el sonido, un submarino necesita saber qué tan cerca está del fondo del hielo. ^{[ 27 ]} Menos obvio es la necesidad de conocer la estructura tridimensional del hielo, porque los submarinos pueden necesitar atravesarlo para lanzar misiles, izar mástiles electrónicos o hacer emerger el submarino. La información tridimensional del hielo también puede indicar al capitán del submarino si los aviones de guerra antisubmarina pueden detectar o atacar el submarino.

La tecnología más avanzada consiste en proporcionar al submarino una visualización tridimensional del hielo que se encuentra sobre él: la parte inferior (quilla de hielo) y la cubierta de hielo. Si bien el sonido se propaga de manera diferente en el hielo que en el agua líquida, es necesario considerar el hielo como un volumen para comprender la naturaleza de las reverberaciones en su interior.

Abajo

Un dispositivo básico típico para medir la profundidad es el AN/UQN-4A estadounidense. Tanto la superficie como el fondo marino actúan como límites reflectantes y dispersores. Para muchos fines, aunque no para todas las aplicaciones tácticas navales, la superficie del mar y el aire puede considerarse un reflector perfecto. En realidad, existen interacciones complejas entre la actividad de la superficie del agua, las características del fondo marino, la temperatura y la salinidad del agua, y otros factores que dificultan las predicciones de alcance. La degradación por trayectos múltiples afecta al rendimiento general y a la clasificación activa. Como resultado, son frecuentes las identificaciones erróneas de objetivos. ^{[ 6 ]}

Sin embargo, este dispositivo no proporciona información sobre las características del fondo marino. En muchos aspectos, la pesca comercial y los científicos marinos disponen de equipos que se consideran necesarios para operar en aguas poco profundas.

Efectos biológicos sobre la reflexión del sonar

Una complicación adicional es la presencia de burbujas generadas por el viento o peces cerca de la superficie del mar. ^{[ 28 ]} Las burbujas también pueden formar columnas que absorben parte de los incidentes y el sonido disperso, y dispersan parte del sonido ellas mismas. ^{[ 29 ]}

Este problema se distingue de la interferencia biológica causada por la energía acústica generada por la vida marina, como los chillidos de las marsopas y otros cetáceos , y medida por receptores acústicos. Es necesario diferenciar las señales de los generadores de sonido biológicos de las de los habitantes más letales de las profundidades marinas. La clasificación de la actividad biológica es un excelente ejemplo de un proceso de inteligencia acústica de corto alcance (MASINT).

sonar de inmersión aerotransportado

Los helicópteros antisubmarinos pueden llevar un sonar de inmersión conectado a un cable, que el helicóptero puede elevar o sumergir. Normalmente, el helicóptero sumerge el sonar al intentar localizar un submarino, generalmente en cooperación con otras plataformas antisubmarinas o con sonoboyas. Tras lanzar un arma antisubmarina, el helicóptero eleva el sonar para evitar dañar el receptor sensible. No todas las variantes del mismo helicóptero, incluso las destinadas a la guerra antisubmarina, llevan sonar de inmersión; algunas priorizan la capacidad de transportar sonoboyas o armas sobre el peso del sonar.

El helicóptero EH101, utilizado por varias naciones, cuenta con diversos sonares de inmersión. La versión de la Marina Real Británica (Royal Navy) utiliza el sonar Ferranti/Thomson-CSF (actualmente Thales), mientras que la versión italiana emplea el HELRAS . Los helicópteros rusos Ka-25 también llevan sonar de inmersión, al igual que el helicóptero estadounidense LAMPS y el helicóptero estadounidense MH-60R, que incorpora el sonar de inmersión Thales AQS-22. El helicóptero SH-60 F, de diseño más antiguo, utiliza el sonar de inmersión AQS-13 F.

Una variedad de sensores sincronizados en el tiempo pueden caracterizar explosiones convencionales o nucleares. Un estudio piloto, el Interferómetro Radioeléctrico Activo para la Vigilancia de Explosiones (ARIES), implementa un sistema operativo para monitorear las ondas de presión ionosféricas resultantes de explosiones nucleares o químicas en superficie o en la atmósfera. Las explosiones producen ondas de presión que pueden detectarse midiendo las variaciones de fase entre las señales generadas por estaciones terrestres a lo largo de dos trayectorias diferentes hacia un satélite. ^{[ 22 ]} Esta es una versión muy modernizada, a mayor escala, de la localización acústica de la Primera Guerra Mundial.

Al igual que muchos sensores, ARIES puede utilizarse para otros fines. Se están llevando a cabo colaboraciones con el Centro de Pronóstico Espacial para utilizar los datos de ARIES en mediciones del contenido total de electrones a escala global, con la comunidad de meteorología y medio ambiente global para monitorear el cambio climático global (mediante mediciones del contenido de vapor de agua troposférico) y con la comunidad general de física ionosférica para estudiar las perturbaciones ionosféricas viajeras. ^{[ 33 ]}

Los sensores situados relativamente cerca de un evento nuclear, o de una prueba con explosivos de alta potencia que simule un evento nuclear, pueden detectar, mediante métodos acústicos, la presión producida por la explosión. Entre estos se incluyen los microbarógrafos de infrasonido (sensores de presión acústica) que detectan ondas sonoras de muy baja frecuencia en la atmósfera, producidas por eventos naturales y artificiales.

Estrechamente relacionados con los microbarógrafos, pero que detectan ondas de presión en el agua, se encuentran los sensores hidroacústicos, tanto micrófonos subacuáticos como sensores sísmicos especializados que detectan el movimiento de las islas.

Para la detección de pruebas nucleares, la inteligencia sísmica está limitada por el "principio de umbral" acuñado en 1960 por George Kistiakowsky , que reconocía que, si bien la tecnología de detección continuaría mejorando, habría un umbral por debajo del cual no se podrían detectar pequeñas explosiones. ^{[ 34 ]}

El sensor más común en la "Línea McNamara" de sensores remotos de la era de Vietnam era el ADSID (Detector de Intrusión Sísmica Lanzado desde el Aire), que detectaba el movimiento de la tierra para identificar personas y vehículos. Se parecía al Spikebuoy, excepto que era más pequeño y ligero (79  cm de largo, 11,3 kg). El desafío para los sensores sísmicos (y para los analistas) no radicaba tanto en detectar a las personas y los camiones como en separar las falsas alarmas generadas por el viento, los truenos, la lluvia, los temblores de tierra y los animales, especialmente las ranas. ^{[ 23 ]}

Uno de los primeros métodos para detectar submarinos sumergidos, instalado por primera vez por la Royal Navy en 1914, fue el efecto de su paso sobre una bobina indicadora antisubmarina en el fondo de un cuerpo de agua. Un objeto metálico que pasa sobre ella, como un submarino, incluso si está desmagnetizado, tendrá suficientes propiedades magnéticas para inducir una corriente en el cable de la bobina. ^{[ 37 ]} En este caso, el movimiento del submarino metálico a través de la bobina indicadora actúa como un oscilador, produciendo corriente eléctrica.

Un detector de anomalías magnéticas (MAD, por sus siglas en inglés) es un instrumento utilizado para detectar variaciones mínimas en el campo magnético terrestre . El término se refiere específicamente a los magnetómetros utilizados por las fuerzas militares para detectar submarinos (una masa de material ferromagnético crea una perturbación detectable en el campo magnético ). Los detectores de anomalías magnéticas se emplearon por primera vez para detectar submarinos durante la Segunda Guerra Mundial. Los equipos MAD fueron utilizados tanto por las fuerzas antisubmarinas japonesas como estadounidenses, ya sea remolcados por barcos o montados en aeronaves para detectar submarinos enemigos sumergidos a poca profundidad. Después de la guerra, la Armada de los Estados Unidos continuó desarrollando equipos MAD como un desarrollo paralelo a las tecnologías de detección por sonar.

Para reducir las interferencias de los equipos eléctricos o las partes metálicas del fuselaje de la aeronave, el sensor MAD se coloca en el extremo de una pluma o un dispositivo aerodinámico remolcado. Aun así, el submarino debe estar muy cerca de la posición de la aeronave y próximo a la superficie del mar para detectar el cambio o la anomalía. El alcance de detección suele estar relacionado con la distancia entre el sensor y el submarino . El tamaño del submarino y la composición de su casco determinan dicho alcance. Los dispositivos MAD se suelen montar en aviones o helicópteros .

Existe cierta confusión sobre el mecanismo de detección de submarinos en el agua mediante el sistema de barreras MAD. Si bien el desplazamiento del momento magnético es aparentemente la principal perturbación, los submarinos pueden detectarse incluso cuando están orientados paralelamente al campo magnético terrestre, a pesar de estar construidos con cascos no ferromagnéticos.

Por ejemplo, el submarino soviético - ruso de la clase Alfa fue construido con titanio . Este material ligero y resistente, junto con un sistema de energía nuclear único, permitió al submarino batir récords de velocidad y profundidad para embarcaciones operativas. Se pensaba que el titanio no ferroso burlaría los sensores magnéticos antisubmarinos, pero no fue así. Para ofrecer un rendimiento sumergido espectacular y protección contra la detección por sensores MAD, aún es detectable.

Dado que las estructuras de titanio son detectables, los sensores MAD no detectan directamente las desviaciones en el campo magnético terrestre. En cambio, pueden describirse como conjuntos de detectores de campos eléctricos y electromagnéticos de largo alcance y gran sensibilidad.

En conductores que experimentan variaciones en las condiciones ambientales físicas, se genera un campo eléctrico siempre que sean contiguos y posean masa suficiente. En particular, en los cascos de submarinos, existe una diferencia de temperatura medible entre la parte inferior y superior del casco, lo que produce una diferencia de salinidad relacionada , ya que la salinidad se ve afectada por la temperatura del agua. Esta diferencia de salinidad crea un potencial eléctrico a través del casco. Posteriormente, una corriente eléctrica fluye a través del casco, entre las láminas de agua de mar separadas por la profundidad y la temperatura. El campo eléctrico dinámico resultante produce su propio campo electromagnético, por lo que incluso un casco de titanio será detectable con un detector MAD, al igual que un buque de superficie por la misma razón.

El Sistema de Vigilancia del Campo de Batalla Emplazado Remotamente (REMBASS) es un programa del Ejército de los EE. UU. para detectar la presencia, velocidad y dirección de un objeto ferroso, como un tanque. Combinado con sensores acústicos que reconocen la firma sonora de un tanque, podría ofrecer una alta precisión. También recopila información meteorológica. ^{[ 38 ]}

El sistema de sensores remotos mejorados para el campo de batalla AN/GSQ-187 (I-REMBASS) del Ejército incluye detectores de intrusión magnéticos y de infrarrojos/magnéticos pasivos combinados. El sensor magnético DT-561/GSQ, de instalación manual, detecta vehículos (de orugas o de ruedas) y personal que transporta metales ferrosos. También proporciona información para contar los objetos que pasan por su zona de detección e informa su dirección de desplazamiento con respecto a su ubicación. El monitor utiliza dos sensores diferentes (magnético e infrarrojo) y sus códigos de identificación para determinar la dirección de desplazamiento. ^{[ 38 ]}

Los sensores magnéticos, mucho más sofisticados que los primeros bucles inductivos, pueden provocar la explosión de minas o torpedos. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos intentó desarrollar un detonador magnético para torpedos que superaba con creces los límites de la tecnología de la época, pero tuvo que desactivarlo y, posteriormente, trabajar en espoletas de contacto, también poco fiables, para que los torpedos fueran algo más que simples objetos que impactaban contra los cascos de los barcos.

Dado que el agua es incompresible, una explosión bajo la quilla de un buque es mucho más destructiva que una en la interfaz aire-agua. Los diseñadores de torpedos y minas buscan ubicar las explosiones en ese punto vulnerable, y los diseñadores de contramedidas buscan ocultar la firma magnética del buque. La firma magnética es especialmente relevante en este caso, ya que las minas pueden diseñarse para atacar selectivamente buques de guerra, buques mercantes que probablemente no estén protegidos contra explosiones submarinas o submarinos.

Una contramedida básica, iniciada en la Segunda Guerra Mundial, fue la desmagnetización, pero es imposible eliminar todas las propiedades magnéticas.

Las minas terrestres suelen contener suficiente metal ferroso como para ser detectadas con sensores magnéticos adecuados. Sin embargo, las minas más sofisticadas también pueden detectar un oscilador detector de metales y, bajo condiciones preprogramadas, detonar para disuadir al personal de desminado.

No todas las minas terrestres contienen suficiente metal para activar un detector magnético. Si bien la mayor cantidad de campos minados sin cartografiar se encuentran en regiones del mundo sin acceso a tecnología avanzada, diversos sensores MASINT podrían contribuir al desminado. Entre ellos se incluyen radares de mapeo terrestre, imágenes térmicas y multiespectrales, y posiblemente radares de apertura sintética para detectar suelos alterados.