Япония создаст квантовые датчики для беспилотного обнаружения подводных лодок
Япония планирует создать компактный квантовый магнитный датчик, который можно будет устанавливать на небольшие беспилотники для поиска подводных лодок. В отличие от гидроакустических систем, такой прибор должен обнаруживать не звук, а чрезвычайно слабые искажения магнитного поля Земли, создаваемые металлическим корпусом субмарины. Проект включён в запрос Министерства обороны Японии на 2027 финансовый год, а разработку, по данным японских СМИ, рассчитывают завершить к 2031 году.
Магнитный поиск подлодок сам по себе не является новой технологией. Патрульная авиация давно использует детекторы магнитных аномалий, однако дальность их действия сравнительно невелика, поэтому самолёт должен пройти достаточно близко над районом, где находится подводная лодка. Японский проект должен сделать такой датчик достаточно компактным и чувствительным, чтобы его могли нести небольшие и относительно дешёвые беспилотники, способные летать низко над морской поверхностью. Квантовые магнитометры используют квантовые свойства атомов или других чувствительных систем для измерения очень малых изменений магнитного поля.
Принцип основан на том, что крупная металлическая конструкция под водой немного изменяет окружающее магнитное поле. Даже если подлодка движется тихо и её сложно обнаружить акустически, её корпус потенциально оставляет магнитную аномалию. Современные субмарины специально уменьшают собственную магнитную заметность, поэтому практическая задача состоит в обнаружении очень слабого сигнала на фоне магнитного поля Земли, движений самого беспилотника и других помех.
Министерство обороны Японии включило исследования по беспилотным системам и подводному наблюдению в бюджетный запрос на 2027 финансовый год. В официальном документе более широко поставлена задача использовать беспилотные аппараты для наблюдения и разведки, снизить зависимость от пилотируемой техники и усилить возможности в воздушной, надводной и подводной средах. На программу обороны в запросе предусмотрено около 9 трлн иен расходов, однако для ряда новых проектов конкретные суммы пока не указаны и должны определяться позднее в ходе формирования бюджета.
По данным Nikkei, которые приводят профильные издания, опытные системы предполагается создавать и испытывать с 2027 по 2031 финансовый год. Разработку хотят поручить японским компаниям. При этом само Министерство обороны пока не опубликовало ключевые характеристики будущего датчика — его чувствительность, реальную дальность обнаружения, массу и тип беспилотника, на котором он будет испытываться.
Основное преимущество концепции заключается не столько в дальности одного датчика, сколько в возможности использовать большое количество сравнительно дешёвых аппаратов. Один магнитометр способен контролировать лишь ограниченный участок моря, поскольку магнитная аномалия быстро ослабевает с расстоянием. Группа дронов, распределённых над определённым районом, теоретически могла бы обеспечить более продолжительное наблюдение без постоянного присутствия дорогих пилотируемых противолодочных самолётов и вертолётов.
Это делает технологию особенно полезной не для поиска подводных лодок по всему открытому океану, а для постоянного наблюдения за ограниченными морскими районами, проливами и другими стратегически важными маршрутами. Магнитные датчики могли бы использоваться совместно с гидроакустическими буями и корабельными гидроакустическими станциями. Разные методы обнаружения дополняли бы друг друга и повышали вероятность обнаружения малошумной подводной лодки.
Разработка новой системы происходит на фоне расширения подводных сил Китая и усиления противолодочной обороны Японии. Для Токио особое значение имеют проливы и другие морские маршруты, через которые китайские подводные лодки могут выходить из прибрежных морей в Тихий океан. Группы беспилотников с магнитными датчиками потенциально могли бы использоваться для длительного наблюдения за такими районами и дополнять возможности патрульной авиации, кораблей и гидроакустических средств. При этом Министерство обороны Японии официально рассматривает новую технологию как часть более широкой программы развития беспилотных систем и средств обнаружения подводных целей, а не как систему, предназначенную исключительно против китайского флота.
Одним из главных ограничений магнитного метода остаётся сравнительно небольшая дальность обнаружения. Магнитное возмущение, создаваемое корпусом подводной лодки, быстро ослабевает с расстоянием, поэтому беспилотник должен находиться достаточно близко к предполагаемому району её нахождения. Эффективность системы будет зависеть от высоты полёта, чувствительности датчика, уровня фоновых магнитных помех, глубины и конструкции подводной лодки, а также от способности программного обеспечения отличать полезный сигнал от шума. Поэтому такие датчики рассматриваются прежде всего как дополнение к гидроакустическим буям, корабельным гидроакустическим станциям и другим средствам противолодочного наблюдения.
Проект пока находится на стадии разработки. Включение технологии в бюджетный запрос не означает, что готовая система уже существует или принята на вооружение. Япония пока не публиковала результаты морских испытаний такого комплекса, поэтому неизвестно, какую реальную дальность обнаружения обеспечит квантовый магнитометр и насколько он превзойдёт современные детекторы магнитных аномалий.
Если инженерам удастся совместить высокую чувствительность датчика с небольшими размерами, массой и стоимостью, главным преимуществом может стать возможность массового применения. Вместо ограниченного числа специализированных пилотируемых самолётов флот сможет использовать группы относительно недорогих беспилотников для длительного патрулирования наиболее важных морских районов. Оценить реальные возможности технологии можно будет после создания прототипов и проведения испытаний над морем.