Met geluidstrillingen de vijand opsporen

Onderwerp: Beeld en geluid, Geluid, Trilling en golf
Begrippen: Frequentie

In allerlei bedrijven en instellingen kom je natuurkundigen tegen, ook bij onderzoeksinstituut TNO in Den Haag. Ze doen daar onder meer onderzoek voor het ministerie van defensie.

Dat technische vindingen in tijden van oorlog en conflicten een grote rol spelen hoef je eigenlijk niet uit te leggen. Denk aan drones, veel mensen zagen die als een leuk speeltje om video's en foto's mee te maken vanuit de lucht, maar tegenwoordig kennen we ze vooral als wapens. En hackers hebben bijvoorbeeld laten zien dat je overheden en bedrijven in grote problemen kunnen brengen door computersystemen aan te vallen.

Bij geluid denk je misschien vooral aan muziek, langsrazende auto's of het rumoer in de kantine. Maar geluid, of preciezer gezegd geluidstrillingen, kun je ook gebruiken om onder water objecten op te sporen. Dat kan in tijden van spanningen of oorlog belangrijk zijn voor je eigen veiligheid.  

De techniek die gebruikmaakt van geluid om zelf onder water te navigeren of om bijvoorbeeld schepen, onderzeeboten en bijvoorbeeld ook zeemijnen op te sporen heet sonar (SOund Navigation And Ranging). Bij actieve sonar zendt een sonarapparaat een geluidspuls uit (een ping), die weerkaatst waardoor je kunt berekenen op welke afstand zich obstakels of objecten bevinden.

Principe sonar
Figuur 1: Bij sonar zendt de zender (sender) een geluidsgolf uit (original wave). Dat geluid wordt teruggekaatst door een object. De ontvanger detecteert deze teruggekaatste geluidsgolf (reflected wave). Op basis van de geluidssnelheid kan vervolgens teruggerekend worden wat de afstand is tot het object. Bron: Wikicommons.

Bij passieve sonar worden schepen en onderzeeboten ontdekt puur door te luisteren. Sonar is er niet alleen voor militaire doelen, maar het is ook handig voor bijvoorbeeld het lokaliseren van scholen vissen.

Bij TNO in Den Haag werken natuurkundigen in een gigantisch geluidsabsorberend bassin aan het verbeteren van sonars. Dat doen ze door tests uit te voeren met speciaal ontwikkelde geluidsbronnen, zoals de gele ‘vis’ die je ziet in figuur 2 genaamd Socrates: SOnar CalibRAtion and TESting. 

Bassin TNO voor testen sonar
Figuur 2: Geluidsabsorberend bassin van TNO waarin tests worden uitgevoerd voor het verbeteren van sonar. Bron: TNO.

Natuurkundigen van TNO werken trouwens ook op heel andere manieren aan het versterken van onze defensie. Zo is er een onderzoeksafdeling voor chemische, biologische, radiologische en nucleaire (CBRN) bescherming, een afdeling radiotechnologie en een afdeling wapensystemen. Hier vind je een overzicht.

Interessante links