Teismo medicinos matematika už beviltiškos Malaysia Airlines lėktuvo paieškos

Sausio 17 d. Malaizijos, Kinijos ir Australijos vyriausybės sutiko sustabdyti Malaysia Airlines MH-370 – lėktuvo Boeing 777-200ER, kuris paslaptingomis aplinkybėmis dingo 2014 m. kovą, paieškas.

Lėktuvas skrido iš Kvala Lumpūro į Pekiną, kai dingo iš skrydžių vadovų radarų ekranų. Karinis radaras toliau sekė orlaivį, kuris nukrypo nuo planuoto maršruto ir galiausiai skrido į pietus, galiausiai išskriedamas už radaro diapazono. Lėktuvas daugiau nebuvo matytas ar girdimas, o 242 jame buvę žmonės laikomi žuvusiais.

Lėktuvas niekada nebuvo rastas, nes niekas nežino, kur jis nusileido ar sudužo. Geriausias spėjimas yra tai, kad jis septynias valandas skrido į pietus, o paskui nukrito į Indijos vandenyną, maždaug 1800 kilometrų į pietvakarius nuo Perto, Australijoje. Tačiau išsamiai tyrinėjant jūros paviršių ir jūros dugną toje vietovėje nieko nerasta.

Visa tai kelia svarbų klausimą: ar valdžia ieškojo tinkamoje vietoje?

Šiandien Ianas Hollandas iš Australijos gynybos mokslo ir technologijų grupės paskelbia kai kuriuos argumentus, kurie apibrėžė paieškos sritį. Olandas buvo svarbus su skrydžiu susijusius duomenis analizavusios komandos narys. Visų pirma jis sutelkė dėmesį į paskutinius žinomus signalus, išsiųstus iš orlaivio į orbitoje skriejantį ryšio palydovą „Inmarsat“. Nesant jokios kitos informacijos iš lėktuvo, tyrėjai naudojo šiuos signalus, kad nustatytų paieškos sritį, bet ar iš šių duomenų galima daugiau sužinoti?

Pirmiausia šiek tiek fono. MH370 buvo įrengtas palydovinis duomenų blokas, galintis perduoti balso pokalbius ir įprastinius duomenų perdavimą. Ji išsiuntė informaciją per Inmarsat palydovą, kuris yra geostacionarus virš Indijos vandenyno. Nors orlaivis neperdavė balso ryšio, palydovinis duomenų blokas toliau veikė, patvirtindamas du telefono skambučius iš žemės, į kuriuos neatsiliepė, ir siųsdamas keletą įprastinių transliacijų, tokių kaip elektroniniai rankos paspaudimai ir panašiai.

Iš pirmo žvilgsnio sunku įsivaizduoti, kaip šie trumpi duomenų perdavimai gali suteikti kokios nors informacijos apie orlaivio vietą. Tačiau Hollandas ir jo kolegos juos panaudojo, kad surinktų nepaprastai daug informacijos.

Ryšio protokolas reikalauja, kad antžeminė stotis užmegztų ryšį su orlaivio palydoviniu duomenų bloku tam tikru laiku ir tam tikru dažnumu, nepaisant to, kurioje planetos vietoje yra lėktuvas. Tačiau signalas nukeliauja nuo žemės iki orlaivio ir atgal. Šis laikas, žinomas kaip serijos laiko nuokrypis, nustatomas pagal atstumą, kurį signalas turi nuvažiuoti.

Šį atstumą nesunku apskaičiuoti. Jis apibrėžia apskritimą, kurio centras yra ant žemės tiesiai po palydovu. Tačiau skaičiavimai nenurodo, kur šiame apskritime galėtų būti lėktuvas, ir tyrėjams teko pasitelkti kitus įkalčius, kad susiaurintų šią padėtį.

Iš viso MH370 iš savo palydovinio duomenų bloko išsiuntė septynis signalus, kurių kiekvienas apibrėžė šiek tiek skirtingą apskritimą. 2014 m. kovo 8 d. jis išsiuntė galutinį signalą 0019 UTC, tik prieš aštuonias sekundes inicijavęs registravimą pagal užklausą.

Tai svarbus patarimas. Prisijungimo užklausos atsiranda tik tada, kai palydovinio duomenų blokas paleidžiamas iš naujo po tam tikro išjungimo. Tyrėjai padarė prielaidą, kad šis išjungimas įvyko, kai lėktuve baigėsi degalai, o SDU buvo paleistas iš naujo, naudodamas maitinimą iš įrenginio, vadinamo oro turbina, kuri avariniu atveju yra naudojama energijai gaminti.

Jei tai teisinga, paskutinis perdavimas turėjo būti beveik skrydžio pabaigoje. Bet kaip arti? Ar MH370 galėjo nuslysti daug dešimčių ar šimtų kilometrų, kol atsitrenkė į vandenyną? Jei taip, tai žymiai padidina galimą paieškos sritį.

Hollandas sako, kad jis ir kolegos gali susiaurinti šią sritį naudodami kitą matematinio tyrimo liniją. Palydovo duomenų blokas transliuoja tam tikru dažniu, tačiau orlaivio greitis link palydovo arba nuo jo sukelia Doplerio poslinkį, kuris keičia šį dažnį. Tai žinoma kaip serijos dažnio poslinkis.

Taigi teoriškai gali būti, kad šis dažnio pokytis gali nurodyti skrydžio kryptį tuo momentu. Praktiškai šį skaičiavimą sunku atlikti ir jis yra daug sunkesnis nei atstumo skaičiavimas. Šiandien Olandijos dokumentas daugiausia susijęs su šiuo skaičiavimu. Burst Frequency Offset yra sudėtingesnis matavimas, kuris paprastai yra mažiau suprantamas, sako jis.

Skaičiavimas yra sudėtingas dėl daugybės kintamųjų, galinčių turėti įtakos dažniui. Orlaivio judėjimas yra tik vienas iš jų. Palydovo judėjimas vaidina svarbų vaidmenį, sukuriant Doplerio poslinkį, susijusį su aukštyn ir žemyn nuo palydovo ir antžeminės stoties.

Antžeminė stotis taip pat bando kompensuoti bet kokį Doplerio poslinkį keisdama dažnį. O osciliatoriai palydovuose ir orlaivių siųstuvuose nėra tobuli. Jie skiriasi, todėl keičiasi transliavimo dažnis.

Olandija ir bendradarbiai bandė suprasti visus šiuos dažnio kitimo šaltinius, analizuodami transliacijas iš MH370 per 20 ankstesnių skrydžių savaitę prieš jo praradimą.

Olandija toliau parodo, kad jei lėktuvas skrido lygiai, kai netrukus po to, kai nutrūko kontaktas, lėktuvas skrido iš žemės, tada sprogimo dažnio poslinkiai rodo, kad jis turėjo skristi į pietus. Tai svarbu.

Jis taip pat parodo, kad Doplerio poslinkiai paskutinėse dviejose transliacijose iš lėktuvo palydovinio duomenų bloko rodo, kad jis sparčiai mažėjo. Nustatyta, kad pagreitis žemyn per 8 sekundžių intervalą tarp šių dviejų pranešimų yra maždaug 0,68 g, sako Holland. Tai atitinka lėktuvo nevaldymą ir trūkumą degalų.

Tai turi svarbių pasekmių paieškos sričiai. Jei lėktuvas buvo nekontroliuojamai leidžiantis, jis negalėjo toli nuskristi po paskutinės palydovinio duomenų bloko transliacijos. Ir tai reiškia, kad plokštuma turi gulėti kažkur netoli lanko, apskaičiuoto pagal sprogimo laiko nuokrypio duomenis. Tai rodo, kad 9M-MRO turėtų būti gana arti 7-ojo BTO lanko, daro išvadą Olandija. Bet kur šioje lankoje tiksliai nėra aišku.

Tai įdomus darbas, kurį Olandija dabar atveria išorės kontrolei. Jis aiškiai išdėsto daugelį prielaidų, kurias jis ir jo kolegos turėjo daryti darydami išvadas. Svarbus bendruomenės klausimas – ar visos šios prielaidos yra pagrįstos ir ar Olandas bei jo komanda nieko nepastebėjo.

Tuo tarpu aukų šeimos pačios ieško su lėktuvu susijusių nuolaužų. Ir kol atsiras naujų įrodymų, MH370 paieška bus sustabdyta.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1702.02432 : serijos dažnio poslinkių naudojimas ieškant MH370

paslėpti