El Proyecto Sanguine fue un proyecto de la Marina de los EE. UU. propuesto en 1968 para la comunicación con submarinos sumergidos utilizando ondas de radio de frecuencia extremadamente baja (ELF) . El sistema propuesto inicialmente, reforzado para sobrevivir a un ataque nuclear, habría requerido una antena gigante que cubriera dos quintas partes del estado de Wisconsin. El enfoque propuesto nunca se implementó debido a las protestas y al posible impacto ambiental. Un sistema más pequeño y menos reforzado llamado Proyecto ELF que consta de dos transmisores ELF vinculados ubicados en Clam Lake, Wisconsin 46°05′05.6″N 90°55′03.7″W / 46.084889°N 90.917694°W / 46.084889; -90.917694 y República, Michigan 46 ° 20′10.1 ″ N 87 ° 53′04.6 ″ W / 46.336139 ° N 87.884611 ° W / 46.336139; -87.884611 se construyó a partir de 1982 y funcionó desde 1989 hasta 2004. El sistema transmitía a una frecuencia de 76 Hz. En las frecuencias ELF, el ancho de banda de la transmisión era muy pequeño, por lo que el sistema sólo podía enviar mensajes de texto con código corto a una velocidad de datos muy baja. Estas señales se utilizaron para convocar a embarcaciones específicas a la superficie para recibir órdenes operativas más largas mediante comunicación ordinaria por radio o satélite.
El sistema inicialmente propuesto habría tenido una antena gigante compuesta por 6.000 millas (9.700 km) de cables enterrados en una rejilla rectangular que cubría 22.500 millas cuadradas (58.000 km 2 ), dos quintas partes del estado de Wisconsin, [1] alimentada por 100 Centrales eléctricas subterráneas en búnkeres de hormigón. [2] [3] Los cables estaban conectados a tierra en sus extremos, y bucles de corriente eléctrica de CA fluían profundamente en el suelo entre los extremos del cable, generando ondas ELF; esto se llama dipolo de tierra . Se preveía que el diseño original costaría miles de millones [4] y consumiría 800 megavatios de energía. [1] [5] El objetivo era un sistema que pudiera transmitir órdenes tácticas en un solo sentido a los submarinos nucleares estadounidenses en cualquier parte del mundo y sobrevivir a un ataque nuclear directo. [2]
El proyecto fue controvertido desde el principio y fue atacado por políticos, grupos pacifistas y ambientalistas preocupados por los efectos de las altas corrientes de tierra y los campos electromagnéticos en el medio ambiente. [2] [3] [6] [7] La supervivencia nuclear del sistema se volvió dudosa debido al desarrollo soviético de misiles balísticos MIRV . [3] Después de que un intento de reubicar el proyecto en el Llano Uplift de Texas [8] también fuera frenado por la oposición pública, [3] la Marina abandonó Sanguine y propuso una serie de variantes cada vez más modestas: Project Seafarer (1975), Austere ELF (1978), y finalmente el Proyecto ELF (1981), que fue construido. [3] [5] Este sistema de menor potencia requirió 15 minutos para transmitir cada grupo de códigos, por lo que no se usó para transmitir órdenes tácticas directamente, sino que cumplió la función de un "campanero", ordenando a una embarcación específica que se elevara cerca de la superficie. y recibir más pedidos mediante comunicación ordinaria por radio o satélite. [1] [2] [3] El sistema entró en funcionamiento nominalmente en 1989, 20 años después de que se puso en línea por primera vez como "instalación de prueba", y se utilizó hasta 2004, cuando la Marina de los EE. UU. lo declaró obsoleto y fue cerrado y desmantelado. .
El sistema reducido que la Marina construyó en 1969, llamado Proyecto ELF, comenzó las pruebas oficiales en 1982 y entró en funcionamiento oficialmente en 1989. [9] Consistía en dos instalaciones de transmisión, una en Clam Lake, Wisconsin y otra en Republic, Michigan . [9] con un total de 84 millas (135 km) [10] de antena de línea de transmisión sobre el suelo. Los dos transmisores normalmente funcionaban sincronizados como una antena para un mayor alcance, pero también podían funcionar de forma independiente. El sistema reducido no fue diseñado para sobrevivir a un ataque nuclear.
La instalación de Clam Lake, que sirvió como sitio de pruebas y originalmente se llamó Wisconsin Test Facility (WTF), constaba de dos antenas de línea de transmisión de 14 millas (23 km) (llamadas dipolos terrestres ) en forma de cruz, con las estación transmisora en su intersección. [1] [11] La instalación de Republic constaba de tres líneas de transmisión, dos de 14 millas (23 km) y una de 28 millas (45 km), [1] con la forma de la letra "F" (la forma no es significativa y estuvo dictada por la disponibilidad de tierra). [11] Las líneas, hechas de cable de aluminio de 1,5 centímetros (0,59 pulgadas) sostenido sobre aisladores en postes de madera de 40 pies (12 m), se parecían a líneas de transmisión de energía ordinarias. [2] Los extremos de las líneas de transmisión estaban conectados a tierra mediante 1 a 3 millas (1,6 a 4,8 km) de cable de cobre enterrado y varillas de tierra, [2] luego reemplazados por conjuntos de electrodos en pozos profundos de 300 pies (91 m) [ 1] Los transmisores enviaban corrientes alternas de 300 amperios a través de las líneas, que pasaban a través de los electrodos enterrados en las profundidades de la Tierra. [2]
Los transmisores funcionaban a una frecuencia de 76 Hz en la banda de frecuencia extremadamente baja , con una capacidad alternativa a 45 Hz [2] y utilizaban una potencia combinada de 2,6 megavatios. [5] Podrían comunicarse con submarinos en aproximadamente la mitad de la superficie del mundo. El sistema transmitía continuamente, las 24 horas del día, enviando un mensaje "inactivo" cuando no estaba en uso para que los submarinos pudieran verificar que estaban dentro del alcance de comunicación. [9] [11]
Debido al ancho de banda extremadamente pequeño de la banda ELF, los transmisores tenían una velocidad de datos muy lenta . No podían transmitir voz ( audio ), sino sólo mensajes de texto codificados cortos de unas pocas letras. [5] [10] Según se informa, tomó 15 minutos transmitir un solo grupo de códigos de tres letras. [10] [11]
El sistema fue controvertido y fue blanco de ataques legales, demandas y protestas durante toda su vida operativa. [6] [7] En cinco ocasiones, los manifestantes cortaron postes de líneas de transmisión, interrumpiendo brevemente la operación. [7]
En 2004, la Marina cerró ambos transmisores, con la explicación de que los sistemas de comunicación de muy baja frecuencia (VLF) habían mejorado hasta el punto de que el sistema ELF era innecesario. [7]
Los submarinos están protegidos por el agua de mar de todas las señales de radio ordinarias y, por lo tanto, no pueden comunicarse con las autoridades de mando militar mientras están sumergidos. [11] Sin embargo, las ondas de radio de muy baja frecuencia pueden penetrar el agua de mar; cuanto más baja es la frecuencia, más profundamente pueden penetrar en el océano. [9] Las ondas en el rango VLF de 3 kHz a 30 kHz pueden penetrar a una profundidad de aproximadamente 10 a 30 metros, [10] y desde la Segunda Guerra Mundial las armadas han utilizado transmisores VLF para comunicarse con los submarinos. Para recibir señales VLF, los submarinos deben elevarse justo debajo de la superficie o seguir una boya de antena poco profunda, lo que los hace vulnerables a la detección por parte del enemigo. [5] [10]
Las ondas de radio en la banda de frecuencia extremadamente baja (ELF) de 30 a 300 Hz pueden penetrar hasta una profundidad de cientos de metros, lo que les permite comunicarse con los submarinos en su profundidad operativa normal. [5] Cuanto menor es la frecuencia, mayor es la longitud de onda de las ondas de radio, y los transmisores requieren estructuras de antena más largas para generarlas. Los transmisores ELF utilizan enormes antenas llamadas dipolos terrestres que consisten en decenas a cientos de kilómetros de cables aéreos que se asemejan a líneas de transmisión de energía ordinarias. Las líneas de transmisión están conectadas a tierra en los extremos y las corrientes en bucle en las profundidades de la Tierra forman parte de la antena. Debido a que incluso estas enormes antenas son mucho más pequeñas que las longitudes de onda ELF, son extremadamente ineficientes; sólo una pequeña fracción de la potencia de entrada se irradia como ondas ELF, y el resto se disipa como calor en la resistencia de la antena. Con su potencia de entrada total de 2,6 MW, ambos transmisores ELF estadounidenses trabajando juntos solo generaron alrededor de 8 vatios de radiación ELF. Esta débil señal llegó a submarinos en más de medio mundo sólo debido a la atenuación extremadamente baja de las ondas ELF, de 1 a 2 dB cada 1.000 kilómetros. Los transmisores ELF son más eficientes cuando se ubican sobre ciertas formaciones rocosas subterráneas de baja conductividad , lo que obliga a las corrientes a extenderse más profundamente a través de un mayor volumen de roca, formando una "antena" más grande. [2] El sistema estadounidense estaba ubicado en Wisconsin y la Península Superior de Michigan sobre la formación del Escudo Laurentino , por esa razón. [2]
Estos transmisores ELF no se pueden instalar en submarinos debido al tamaño de la antena y a los requisitos de alta potencia. Por lo tanto, la comunicación ELF es unidireccional: un receptor en el submarino recibe órdenes de una estación costera pero no puede responder. La baja atenuación de las ondas ELF con la distancia permite que una sola estación ELF envíe mensajes a submarinos en todo el mundo.
Otro inconveniente de ELF es que la banda ELF tiene un ancho de banda muy pequeño y, por lo tanto, sólo puede transmitir mensajes muy simples muy lentamente. [5] [10] Las señales ELF no pueden transmitir audio (voz) como otros tipos de radio y solo pueden transmitir mensajes de texto cortos que constan de unas pocas letras. Según se informa, el sistema de la Marina de los EE. UU. (arriba) utiliza grupos de códigos de tres letras y requiere 15 minutos para transmitir un grupo. [10] [11]
Estados Unidos, Rusia, India y China son las únicas naciones que han construido instalaciones de comunicación ELF. La Armada de la India tiene una instalación de comunicación ELF operativa en la base naval INS Kattabomman para comunicarse con sus submarinos clase Arihant y clase Akula . [12] [13] Según se informa, la Armada rusa opera un transmisor ELF, ZEVS , ubicado al noroeste de Murmansk en la península de Kola en el norte de Rusia. [14]