“Piiiiiing”. Begitulah kira-kira suara sonar aktif yang dipancarkan ke dalam laut ketika mencari kapal selam pada film-film, seperti “The Hunt for Red October” atau “Das Boot”. Beberapa detik berikutnya, terdengar pantulan dari suara yang dipancarkan barusan. Sonarmen yang berada di dalam kapal pun sibuk mencoba mendeteksi kapal selam musuh, dengan cara membandingkan selang waktu antara suara sonar aktif yang dipancarkan dengan suara pantulan yang datang. Metode sonar aktif dalam pencarian kapal selam memang efektif, hanya saja sonar aktif memiliki kelemahan yaitu posisi kapal selam kita juga akan terdeteksi oleh kapal selam musuh, karena memancarkan gelombang suara.
Berbeda dengan sonar aktif yang menuntut kita memancarkan suara, ada teknik lain dalam pencarian kapal selam, yaitu sonar pasif. Sonarmen melakukan pendeteksian kapal selam dengan cara mendengarkan gelombang suara yang dihasilkan kapal selam musuh, baik dari suara baling-baling, ataupun kavitasi. Dari gelombang suara yang diterima, kita dapat mengetahui posisi dan jenis kapal selam musuh. Umumnya, kapal selam mendeteksi kapal selam lain dengan metode sonar pasif, namun sonar pasif tidak dapat mendeteksi objek yang diam di bawah permukaan laut, termasuk ranjau laut atau kapal selam yang sedang mematikan mesinnya.
Seiring dengan perkembangan baling-baling kapal selam, ditambah lagi dengan munculnya sistem Air-Independent Propulsion (AIP) pada mesin, secara signifikan mengurangi emisi suara kapal selam, sehingga menyulitkan pencarian kapal selam dengan metode sonar pasif. Hal ini membuat beberapa negara mengakalinya dengan cara mengaplikasikan sonar aktif yang mengeluarkan gelombang suara mirip dengan suara ikan, untuk mengelabui kapal selam musuh apabila terdengar di receiver mereka. Ambil contoh US Navy yang mengoperasikan sonar aktif dengan suara buatan frekuensi rendah yang mirip dengan suara paus, yang dinamakan Low Frequency Active Sonar (LFA). Namun, kemudian penggunaan LFA oleh US Navy ini menuai protes keras dari organisasi lingkungan hidup seperti Ocean Mammal Institute (OMI) setelah ditemukan bukti bahwa LFA dapat mengganggu habitat dan bahkan membunuh paus.
Untuk mengatasi perkembangan teknologi baling-baling kapal selam yang suaranya semakin sulit terdeteksi ini, sebuah teknologi sonar baru yang bukan aktif maupun pasif bernama Ambient Noise Imaging (ANI) sedang dikembangkan oleh Amerika, Singapura dan Jepang. ANI adalah teknologi yang memanfaatkan noise atau suara-suara alami di bawah air (misal suara hewan laut) sebagai sumber suara, untuk memproyeksikan bentuk objek yang berada di bawah air.
Gambar 1. Konsep Ambient Noise Imaging
Misalnya kita ingin memanfaatkan suara udang yang berada di dasar laut untuk mendeteksi kapal selam musuh (Gambar 1). Gelombang suara udang secara alami akan memancar ke segala arah, yang kemudian beberapa diantaranya mengenai kapal selam dan memunculkan gelombang pantulan. Gelombang pantulan suara udang ini yang diterima menggunakan receiver dan dihubungkan ke monitor, kemudian setelah dianalisa kita dapat mengetahui posisi dan bentuk dari kapal selam tersebut. Sehingga, kita dapat mendeteksi posisi dan bentuk dari kapal selam musuh, tanpa harus mengeluarkan gelombang suara secara aktif.
Di bawah bimbingan Prof. Kazuyoshi Mori dari National Defense Academy of Japan, penulis mengembangkan sebuah perangkat ANI yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja kamera yang biasa digunakan untuk memotret. Hanya saja, jika kamera memanfaatkan gelombang cahaya, maka perangkat ini memanfaatkan gelombang suara. Seperti yang kita ketahui, kamera yang biasa digunakan terdiri dari lensa dan film (receiver) yang dipasang di titik fokusnya. Seperti layaknya kamera, perangkat ANI yang diberi nama “Lens System” ini juga terdiri dari sebuah lensa dan 127 buah receiver yang dipasang di titik fokusnya.
Gambar 2. Perangkat ANI “Lens System”
Percobaan perdana perangkat “Lens System” dilaksanakan di teluk Uchiura, Jepang pada bulan November 2014 silam. Setelah melakukan percobaan selama 5 hari, penulis menyimpulan teknologi ANI tersebut mampu memanfaatkan gelombang suara yang dihasilkan udang di dalam laut, untuk mendeteksi lokasi dan menampilkan bentuk fisik target, beberapa diantaranya yaitu target berbentuk planar dan bola (bentuk gambar terlihat terbalik karena efek dari lensa).
Gambar 3. Bentuk fisik target planar (atas). Bentuk target yang diproyeksikan perangkat ANI (bawah).
Gambar 4. Bentuk fisik target bola (atas). Bentuk target yang diproyeksikan perangkat ANI (bawah)
Perangkat ANI “Lens System” yang hanya memiliki dimensi panjang-lebar-tinggi sebesar (1,5 x 1,1 x 1,1) meter ini mampu mendeteksi benda dari jarak sampai dengan 50 m. Bandingkan dengan perangkat ANI yang dikembangkan oleh Amerika yang sebesar (3 x 3 x 3) meter, dan yang dikembangkan oleh Singapura yang sebesar (1,4 x 1,4 x 1,4) meter. Karena bentuknya yang lebih kecil inilah, perangkat ANI “Lens System” diharapkan akan lebih mudah dipasang pada berbagai jenis kapal.
Apabila dikembangkan lebih lanjut, teknologi Ambient Noise Imaging “Lens System” ini kedepannya diharapkan mampu memperpanjang jarak pendeteksian target dan resolusi tampilan di monitor, sehingga lebih mampu mendeteksi benda di bawah air secara lebih akurat dan terpercaya. (FAW)
oleh: Firson Asis Wicaksono, B.Eng.
Disadur dari: Majalah Cakrawala Edisi 426, Tahun 2015, Halaman 46-47.
Read More:
1) Ann E. Bowles, Mari Smultea, Bernd Würsig, Douglas P. DeMaster and Debra Palka: “Relative abundance and behavior of marine mammals exposed to transmissions from the Heard Island Feasibility Test”, Journal Acoustical Society of America 96 (4), pp. 2469-2484, 1994.
2) K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh: “Design and Convergence Performance Analysis of A Spherical Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment”, Japanese Journal of Applied Physics 50, pp. 07HG09 1-6, 2011.
