Okyanus tabanını ayrıntılı biçimde görüntülemek, yüzeyden bakıldığında sanıldığından çok daha zor. Gemilerde kullanılan çok huzmeli sonar sistemleri 1 ila 2 mil derinlikte çalışabiliyor ancak bu mesafede çözünürlük yaklaşık 15 ila 50 metre seviyesinde kalıyor. Bu nedenle araştırmacılar, sonarı deniz tabanına çok daha fazla yaklaştırabilen su altı dronlarına yöneliyor.
Sorun ise dronların kendi tasarımından kaynaklı. Elektronik sistemleri korumak amacıyla kullanılan pürüzsüz ve kavisli kubbeler, sonar dalgalarının biçimini bozabiliyor. Ses huzmesi genişliyor, sinyal zayıflıyor ve hedeflerin net biçimde algılanması zorlaşıyor.
Xiamen Üniversitesi araştırmacıları bu sorunu elektronik olarak telafi etmek yerine fiziksel bir çözüm geliştirdi. Tasarlanan özel akustik mercek, kubbenin oluşturduğu bozulmayı ses dalgası dışarı çıkmadan önce ters yönde düzeltiyor.
Araştırmacıların geliştirdiği yapı, iç içe yerleştirilmiş silikon halkalardan oluşuyor. Her halkada farklı oranlarda tungsten kullanılması sayesinde sesin malzeme içerisindeki ilerleme hızı değiştiriliyor. Bu farklılık, kubbeden geçerken dağılacak sonar dalgasının önceden şekillendirilmesini sağlıyor. Böylece ses dışarı çıktığında daha dar bir açıyla ilerliyor ve hedeflenen bölge üzerinde yoğunlaşıyor.
Yaklaşım, Hubble Uzay Teleskobu’nda optik bozulmaları telafi etmek için kullanılan yöntemlerle benzer bir mantığa dayalı. Ancak burada ışık yerine ses dalgaları kontrol ediliyor. Mercekler tek bir standart tasarıma bağlı değil. Farklı su altı dronlarının kubbe biçimine göre ayrı modeller üretilebiliyor ve sonar sisteminin neden olduğu bozulma fiziksel olarak dengelenebiliyor.
Laboratuvar deneylerinde kubbe nedeniyle 65 derecenin üzerine yayılan sonar huzmesi, akustik mercek kullanıldığında yaklaşık 16 ila 30 derece aralığına kadar daraltıldı. Teknoloji daha sonra Jiulong Nehri’nde gerçek koşullarda test edildi. Araştırmacılar yaklaşık 1,8 metre derinliğe içi boş plastik bir küre yerleştirdi ve su altı dronunun hedefi tespit edip edemeyeceğini inceledi.
Mercek olmadan yapılan denemede çevredeki yankılar hedefin görüntüsünü bastırdı ve küre sonar ekranında ayırt edilemedi. Akustik mercek sisteme eklendiğinde ise gürültü ve yankılanma seviyesi 11,98 desibel azaldı. Plastik küre bu kez sonar görüntüsünde belirgin hale geldi.
Geliştirilen yöntemin önemli avantajlarından biri, ek elektronik donanımlara fazla ihtiyaç duymaması. Karmaşık düzeltme sistemleri ağırlık, maliyet ve enerji tüketimini artırırken akustik mercek aynı soruna doğrudan fiziksel bir çözüm sunuyor.
Bu teknoloji özellikle yeterince araştırılmamış derin deniz bölgelerinin haritalandırılmasında kullanılabilir. Yüksekliği 1. 000 metreyi aşan 100 binden fazla deniz dağının bulunduğu, bunların yüzde 0,1’inden daha azının ayrıntılı biçimde keşfedildiği bilinen bir gerçek.
Bu oluşumlar, güneş ışığı olmadan yaşamını sürdürebilen türlerin bulunduğu biyolojik vahalar da barındırabiliyor. Araştırmacılar yapay tuzlu su testlerinin ardından sistemi gerçek deniz suyunda ve canlıların bulunduğu doğal ortamlarda denemeyi planlıyor. Amaç, derin deniz ekosistemlerini ve bugüne kadar haritalandırılamayan yapıların keşfini hızlandırmak.