«شکارچیان خاموش»؛ سلاح‌هایی که به صخره‌های مرجانی جان می‌دهند

به گزارش پارسینه، به نقل از خبرآنلاین، در دهه‌های اخیر، درک جهانی از مفهوم آلودگی در محیط‌های دریایی دستخوش تغییراتی بنیادین شده است. پیش‌تر، آلودگی اقیانوس‌ها صرفاً در قالب نشت مواد نفتی، تخلیه زباله‌های پلاستیکی یا ورود پساب‌های صنعتی تعریف می‌شد؛ اما امروزه متخصصان علوم دریایی و استراتژیست‌های نظامی به این نتیجه رسیده‌اند که تهدیدات محیط‌زیستی در دنیای زیر آب دارای ابعادی به مراتب پیچیده‌تر هستند.

دنیای زیر آب، محیطی است که در آن آلودگی نه تنها ماهیت شیمیایی، بلکه ماهیت آکوستیکی (صوتی) نیز دارد. اقیانوس‌ها برای ساکنان بومی خود، یعنی پستانداران دریایی و ماهی‌ها، فضایی آکنده از سیگنال‌های حیاتی هستند که هرگونه نویز غیرطبیعی می‌تواند این نظم بیولوژیکی را به کلی فرو بپاشد. اژدرها و زیردریایی‌های قدیمی با ایجاد صداهای ناهنجار ناشی از موتورهای حرارتی و نشت مواد شیمیایی سمی از سوخت‌های پیشران، دهه‌هاست که اکوسیستم‌های حساس دریا را با چالش‌های مرگبار مواجه کرده‌اند.   
نسل جدید اژدرها که تحت عنوان «شکارچیان خاموش» شناخته می‌شوند، نمایانگر جهشی در مهندسی مواد و آکوستیک هستند. این تسلیحات مدرن با بهره‌گیری از موتورهای الکتریکی بدون لرزش، جایگزینی باتری‌های پیشرفته نقره-روی یا لیتیومی فاقد جیوه به جای سوخت‌های سمی، و طراحی بدنه بر اساس اصول زیست‌تخریب‌پذیری کنترل‌شده، ردپای خود را در اقیانوس به حداقل رسانده‌اند.

نکته انقلابی در این میان، تغییر کاربری کالبد این سلاح پس از پایان عملیات است؛ جایی که بدنه اژدر به گونه‌ای طراحی شده که پس از اتمام عمر مفید، به پناهگاهی ایمن برای مرجان‌ها و سایر جانداران دریایی تبدیل شود. 

چرا شنوایی جایگزین بینایی در دنیای زیر آب شده است؟

صوت در محیط آب با سرعتی معادل 1500 متر بر ثانیه حرکت می‌کند که تقریباً چهار برابر سریع‌تر از سرعت آن در هوا است. این ویژگی فیزیکی باعث شده است که صوت، کارآمدترین ابزار برای ارتباطات راه دور در زیر آب باشد. از آنجا که نور تنها تا عمق کمی از سطح آب نفوذ می‌کند، پستانداران دریایی نظیر نهنگ‌ها و دلفین‌ها برای انجام حیاتی‌ترین وظایف روزانه خود از جمله ناوبری، یافتن طعمه، شناسایی شکارچیان و ارتباطات اجتماعی، به طور کامل به حس شنوایی متکی هستند. هرگونه افزایش نویز ناشی از فعالیت‌های انسانی در این محیط، فضای شنیداری این موجودات را محدود کرده و باعث بروز رفتارهای غیرطبیعی و استرس‌های فیزیولوژیک می‌شود.   

مرگ نهنگ‌ها بر اثر استفاده از سونارهای نظامی در اعماق دریا

تحقیقات نشان داده است که سونارهای فعال نظامی که برای ردیابی زیردریایی‌ها و هدایت اژدرها استفاده می‌شوند، پالس‌های صوتی با شدت بسیار بالا صادر می‌کنند که می‌تواند منجر به گل نشستن جمعی نهنگ‌های منقاری (Beaked Whales) شود. این جانداران در مواجهه با نویزهای ناگهانی و بلند، دچار وحشت شده و با سرعت بسیار زیاد به سطح آب می‌آیند. این صعود سریع باعث تشکیل حباب‌های نیتروژن در بافت‌های بدن آن‌ها می‌شود؛ وضعیتی که در غواصان انسانی به عنوان «بیماری ناشی از کاهش فشار» شناخته شده و در نهایت منجر به آسیب‌های بافتی و مرگ حیوان می‌گردد.   

یکی از اثرات موذیانه نویزهای مصنوعی، پدیده پوشش صوتی است. در این حالت، نویز تولید شده توسط تجهیزات نظامی یا کشتی‌های تجاری، با سیگنال‌های بیولوژیکی تداخل پیدا کرده و مانع از درک صحیح آن‌ها توسط جانداران می‌شود. این موضوع به ویژه برای نهنگ‌هایی که در فرکانس‌های پایین با هم ارتباط برقرار می‌کنند، حیاتی است. افزایش نویز پس‌زمینه در اقیانوس‌ها باعث شده است که برد ارتباطی این موجودات به شدت کاهش یابد؛ امری که منجر به انزوای اجتماعی گله‌ها و کاهش شانس یافتن طعمه می‌گردد.   
خطرات سوخت «اتو 2» برای انسان و دریا

بسیاری از اژدرهای سنگین نسل قدیم از پیشرانی به نام «سوخت اتو 2» استفاده می‌کنند. این ماده ترکیبی پیچیده از مواد شیمیایی است که بخش اصلی آن را پروپیلن گلیکول دی‌نیترات (PGDN) تشکیل می‌دهد. PGDN نه تنها یک ماده انفجاری است، بلکه به شدت سمی بوده و اثرات فیزیولوژیک شدیدی بر انسان و محیط‌زیست دارد. تحقیقات نشان می‌دهد که تماس با این ماده باعث اتساع شدید عروق شده که در انسان به صورت سردردهای ضربان‌دار، حالت تهوع، از دست دادن تعادل و در موارد شدید، سکته‌های قلبی ظاهر می‌شود.   

در محیط‌های دریایی، نشت این سوخت یا باقی ماندن اژدرهای عمل‌نکرده در بستر دریا باعث آلودگی رسوبات و آب‌های زیرزمینی ساحلی می‌گردد. اگرچه برخی میکروارگانیسم‌ها قادر به تجزیه اجزای این سوخت هستند، اما این فرآیند در اعماق اقیانوس، جایی که اکسیژن کم و دما پایین است، بسیار کند صورت می‌گیرد.   

خطر آزادسازی فلزات سمی از مهمات غرق‌شده در آب‌های آزاد

بدنه اژدرها و زیردریایی‌های قدیمی حاوی مقادیر قابل توجهی از فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، جیوه و کروم است. زمانی که این تجهیزات در آب دریا رها می‌شوند، فرآیندهای شیمیایی خوردگی آغاز شده و این فلزات به تدریج در محیط رها می‌شوند:   

سرب: معمولاً در سیستم‌های پیشران و کلاهک‌های جنگی به عنوان تعدیل‌کننده استفاده می‌شود و سمیتی پایدار در زنجیره غذایی ایجاد می‌کند.   جیوه: در باتری‌های قدیمی و برخی سنسورهای فشاری یافت می‌شود که در صورت ورود به بدن جانداران، باعث اختلالات عصبی و نقص‌های تولیدمثلی می‌گردد.   تنگستن و اورانیوم ضعیف شده: در برخی نفوذکننده‌های مهمات استفاده شده‌اند که اگرچه پایداری فیزیکی دارند، اما اکسیدهای آن‌ها می‌توانند برای موجودات کف‌زی سمی باشند.   

بخش بزرگی از آلودگی‌های شیمیایی ناشی از اژدرها، مربوط به تسلیحاتی است که در طول تمرینات یا نبردها شلیک شده اما منفجر نشده‌اند. مواد انفجاری مانند TNT، RDX و HMX با گذشت زمان از پوسته‌های خورده شده نشت کرده و به محیط اطراف نفوذ می‌کنند. این مواد نه تنها خطر فیزیکی انفجار را حفظ می‌کنند، بلکه به عنوان آلاینده‌های آلی پایدار (POPs) شناخته می‌شوند که بر سلامت کل اکوسیستم تأثیر می‌گذارند.   

گذار از پیشران‌های حرارتی به الکتریکی در اژدرهای مدرن، بزرگترین گام در جهت کاهش آلودگی صوتی و افزایش پنهان‌کاری بوده است. اژدرهای مدرن نظیر «Black Shark» و «F21» از موتورهای جریان مستقیم بدون برس (Brushless DC) استفاده می‌کنند. برخلاف موتورهای احتراق داخلی قدیمی که دارای پیستون‌ها و قطعات متحرک فراوان با لرزش‌های شدید بودند، موتورهای الکتریکی جدید به دلیل حذف اصطکاک مکانیکی و استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی برای تولید گشتاور، تقریباً بدون صدا عمل می‌کنند.   

یکی از منابع اصلی تولید نویز در زیر آب، پدیده کاویتاسیون یا حفره‌زایی است که در اثر چرخش سریع پروانه‌ها و ایجاد حباب‌های بخار ناشی از افت فشار رخ می‌دهد. نسل جدید اژدرها به سیستم‌های جت پمپ مجهز شده‌اند. در این سیستم، پروانه‌ها در داخل یک پوشش محافظ (Shrouded Propeller) قرار می‌گیرند که جریان آب را هدایت کرده و از تشکیل حباب‌های نویززا جلوگیری می‌کند. این طراحی نه تنها صدای اژدر را در سرعت‌های بالا به شدت کاهش می‌دهد، بلکه راندمان پیشران را نیز بهبود می‌بخشد.   

نیروی دریایی ایالات متحده از طریق برنامه «پیشران الکتریکی بی‌صدا» (Quiet Electric Drive - QED)، در حال توسعه فناوری‌هایی است که امضای صوتی شناورهای زیرسطحی را به سطح نویز پس‌زمینه اقیانوس می‌رساند. این فناوری با استفاده از سیستم‌های کنترل هوشمند، فرکانس‌های خروجی موتور را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که با صداهای طبیعی دریا (مانند امواج و حرکت ذرات) همپوشانی داشته باشد؛ امری که شناسایی اژدر را حتی برای پیشرفته‌ترین سونارهای غیرفعال (Passive Sonar) نیز دشوار می‌سازد.   


در اژدرهای پیشرفته‌ای مانند «Black Shark» ایتالیایی و «MU90» فرانسوی، از باتری‌های آلومینیوم-اکسید نقره (Al-AgO) استفاده می‌شود که با آب دریا فعال می‌شوند. این باتری‌ها دارای چگالی انرژی فوق‌العاده‌ای هستند (تا دو برابر باتری‌های نقره-روی استاندارد) و قادرند توان مورد نیاز برای رسیدن به سرعت‌های بیش از 50 گره دریایی را فراهم کنند.

استفاده از باتری‌های لیتیوم‌یون شارژپذیر در اژدرها

از منظر زیست‌محیطی، این باتری‌ها فاقد جیوه و کادمیوم بوده و در حالت غیرفعال (خشک) می‌توانند تا 12 سال بدون کاهش کیفیت نگهداری شوند. واکنش شیمیایی در این باتری‌ها به جای تولید مواد سمی، اکسید آلومینیوم تولید می‌کند که پایداری بیشتری در محیط دارد.   

برای کاهش هزینه‌های عملیاتی و به حداقل رساندن پسماندهای نظامی، نیروهای دریایی به طور فزاینده‌ای از باتری‌های لیتیوم-یون در اژدرهای تمرینی استفاده می‌کنند. این باتری‌ها برخلاف مدل‌های قدیمی، قابلیت شارژ مجدد تا صدها بار را دارند، که نیاز به دور ریختن باتری پس از هر بار شلیک تمرینی را از بین می‌برد. همچنین، تحقیقات جدید بر روی باتری‌های لیتیومی فاقد کبالت و مواد موسوم به «مواد شیمیایی ابدی» (PFAS) تمرکز دارد تا در صورت غرق شدن اژدر، هیچ‌گونه آلودگی پایداری وارد زنجیره غذایی نشود.   

استفاده از الکترولیت‌های مبتنی بر آب در باتری‌های جدید (Aqueous Zinc-ion)، خطر آتش‌سوزی ناشی از «فرار حرارتی» را که در باتری‌های لیتیومی معمولی شایع است، به کلی حذف کرده است. این موضوع به ویژه در محیط‌های تحت فشار زیر آب، ضامن ایمنی زیردریایی و اکوسیستم اطراف آن است.   

طراحی بدنه زیست‌تخریب‌پذیر برای نسل جدید اژدرها

یکی از خلاقانه‌ترین بخش‌های نسل جدید اژدرها، طراحی بدنه با قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری کنترل‌شده است. در این رویکرد، بدنه سلاح دیگر صرفاً یک پوسته فلزی نیست، بلکه یک ساختار مهندسی شده است که پس از پایان عمر عملیاتی، فرآیند تجزیه آن آغاز می‌شود. استفاده از آلیاژهای زیست-فلزی (Bio-metal Alloys) که حاوی منیزیم و روی هستند، اجازه می‌دهد که بدنه اژدر در بازه‌های زمانی مشخص (از چند ماه تا چند سال) اکسید شده و به مواد معدنی بی‌خطر تبدیل شود.   

محققان نظامی در حال جایگزینی پلاستیک‌های سنتی و رزین‌های سمی با مواد زیست‌تخریب‌پذیر نظیر PLA (پلی‌لاکتیک اسید) مشتق شده از منابع تجدیدپذیر هستند. همچنین استفاده از فیبرهای نانوسلولز که از گیاهان استخراج می‌شوند، استحکامی مشابه فلزات فراهم کرده اما در محیط دریا به طور کامل توسط باکتری‌ها تجزیه می‌شوند. این فناوری به ویژه در اژدرهای تمرینی که تعداد زیادی از آن‌ها در مناطق ساحلی شلیک می‌شوند، از تجمع زباله‌های نظامی در کف دریا جلوگیری می‌کند.   

لاشه اژدرهای مدرن به پناهگاه حیات دریایی تبدیل می‌شود

هدف نهایی در طراحی اژدرهای «سبز»، تبدیل لاشه سلاح به یک پناهگاه برای تنوع زیستی است. صخره‌های مصنوعی سازه‌هایی هستند که برای شبیه‌سازی صخره‌های مرجانی طبیعی و جذب حیات دریایی در مناطقی با بستر شنی و بی‌روح قرار داده می‌شوند. اژدرهای مدرن با پوسته‌های سرامیکی یا بتن دریایی متخلخل طراحی می‌شوند که دارای هندسه‌های پیچیده (مانند ساختارهای لانه زنبوری) هستند. این هندسه‌ها به گونه‌ای بهینه‌سازی شده‌اند که لاروهای مرجان به راحتی روی آن‌ها مستقر شده و ماهی‌های کوچک بتوانند از حفره‌های آن برای فرار از شکارچیان استفاده کنند.   

تنها وجود یک بستر فیزیکی برای رشد مرجان‌ها کافی نیست. محققان دانشگاه سن‌دیگو با حمایت آژانس پروژه‌های پژوهشی پیشرفته دفاعی (DARPA)، ژلی به نام SNAP-X توسعه داده‌اند که حاوی نانوذرات منتشرکننده سیگنال‌های شیمیایی است. این ژل که می‌تواند بر روی بدنه اژدرها اعمال شود، «بوی» جلبک‌های مرجانی را در آب پخش می‌کند؛ سیگنالی که به لاروهای مرجان پیام می‌دهد که این مکان برای استقرار و رشد مناسب است. آزمایش‌ها نشان داده است که این فناوری می‌تواند نرخ استقرار مرجان‌ها را تا 20 برابر نسبت به سطوح معمولی افزایش دهد.   

پروژه‌هایی مانند «Reefense» در وزارت دفاع ایالات متحده، نشان‌دهنده تغییر دیدگاه ارتش از یک مصرف‌کننده محیط‌زیست به یک حامی آن است. با استفاده از لاشه تجهیزات تمیزکاری شده (بدون روغن و مواد سمی)، ارتش‌ها در حال ایجاد دیواره‌های دفاعی طبیعی در برابر طوفان‌ها و فرسایش ساحلی هستند. این سازه‌ها نه تنها از تأسیسات نظامی ساحلی محافظت می‌کنند، بلکه به عنوان آزمایشگاه‌های زنده برای مطالعه تاب‌آوری مرجان‌ها در برابر تغییرات اقلیمی عمل می‌کنند.   

پروژه‌های دفاعی بدون ارزیابی زیست‌محیطی متوقف می‌شوند

امروزه فعالیت‌های نظامی در اقیانوس‌ها تحت نظارت شدید قوانین محیط‌زیستی بین‌المللی و ملی قرار دارند. قوانینی نظیر NEPA (قانون سیاست ملی محیط‌زیست) و CERCLA (قانون پاسخ محیط‌زیستی جامع) ارتش‌ها را ملزم می‌کنند که پیش از انجام هرگونه تمرین نظامی، ارزیابی‌های دقیقی از تأثیرات صوتی و شیمیایی آن بر گونه‌های حفاظت شده ارائه دهند. عدم رعایت این استانداردها می‌تواند منجر به توقف پروژه‌های دفاعی و آسیب به وجهه عمومی سازمان‌های نظامی گردد. 

کاهش ردپای زیست‌محیطی، افزایش برتری عملیاتی زیردریایی‌ها

در نبردهای زیرسطحی مدرن، «سبز بودن» با «مرگبار بودن» پیوندی ناگسستنی دارد. اژدری که هیچ نشت شیمیایی ندارد، ردپای یونیزه در آب باقی نمی‌گذارد که توسط سنسورهای دشمن شناسایی شود. همچنین، موتورهای بدون لرزش که برای حفاظت از وال‌ها طراحی شده‌اند، دقیقاً همان چیزی هستند که یک زیردریایی برای عبور از سدهای دفاعی دشمن به آن نیاز دارد. بنابراین، حفاظت از محیط‌زیست به طور مستقیم منجر به افزایش قابلیت‌های تهاجمی و تدافعی نیروهای دریایی شده است.   

تحول در دنیای زیر آب از تسلیحات مخرب سنتی به «شکارچیان خاموش»، نشان‌دهنده بلوغ تکنولوژیک در قرن بیست و یکم است. ما اکنون شاهد ظهور تسلیحاتی هستیم که نه تنها در زمان نبرد وظیفه خود را با دقت و پنهان‌کاری حداکثری انجام می‌دهند، بلکه در زمان صلح نیز به عنوان معماران جدید اکوسیستم‌های دریایی عمل می‌کنند. استفاده از باتری‌های پیشرفته فاقد جیوه، موتورهای الکتریکی سایلنت و بدنه‌های زیست‌تخریب‌پذیر، ردپای مخرب انسان در اقیانوس‌ها را به شدت کاهش داده است.

چشم‌انداز آینده این صنعت به سمت «تسلیحات هوشمند خود-ترمیم‌شونده» و »پهپادهای زیرآبی زیستی» حرکت می‌کند که مرز بین ماشین و ارگانیسم را کمرنگ‌تر خواهند کرد. در این مسیر، همکاری میان زیست‌شناسان دریایی، مهندسان متالورژی و استراتژیست‌های نظامی کلید اصلی دستیابی به امنیتی است که به قیمت نابودی سیاره تمام نشود. شکارچیان خاموش امروز، نگهبانان فردای اقیانوس‌ها خواهند بود؛ سلاح‌هایی که نه با تخریب، بلکه با ادغام در طبیعت، قدرت خود را به اثبات می‌رسانند.