解決方案
手機和對講機在距離洞口幾碼之內就會失去訊號,因此地下救援意味著要鋪設數英里長的電話線:在1991年新墨西哥州的一次洞穴救援中,170人花了四天時間才救出一名腿部骨折的婦女。來自洛斯阿拉莫斯的16歲少年亞歷山大·肯德里克製造了一台裝置,把這個問題當作無線電問題來處理:它類似於一台連接業餘無線電的電腦,以低頻波傳輸數據,低頻波穿透岩石的能力遠比高頻訊號強。
2010年1月,NPR參與了卡爾斯巴德洞窟國家公園地下約1,000英尺處的一次測試。團隊組裝了一個6英尺寬、纏繞著導線的井字棋框架天線,與地表一台相同的裝置同步手錶,經過兩小時校準後,肯德里克輸入了「happy」——他在地面上的父親看到「appy」抵達:數位數據穿透了946英尺的岩石,這是美國已知最深的地下數位通訊。肯德里克估計,這樣的無線電本可將1991年那次救援的時間縮短一半。
這項發明贏得了2009年國際科學博覽會獎項——12,000美元、一台新電腦和一趟瑞士之旅。新墨西哥大學微生物學家戴安娜·諾斯羅普(Diana Northup)看到了第二種用途:洞穴中棲息著能產生抗生素的微生物,而人類的造訪會污染它們,因此將數據記錄器連接到無線電上,就能把洞穴數據傳送到地表。「這能拯救洞穴,」她說。
它達成了什麼
一台電腦與一台低頻業餘無線電風格的無線電相連,可穿透半英里厚的岩石傳送簡訊——無需拉一根導線就能與地表聯絡。
為何奏效
該裝置沿用了簡訊——廉價、熟悉、低功耗——而不是為一個會扼殺正常訊號的環境發明新的介面。
低頻以頻寬換取穿透力:一個簡短的詞就足以證明鏈路可行,而短訊息正是救援所需要的。
成對的相同裝置讓硬體保持簡單;是校準,而非複雜性,讓訊號穿越半英里的石灰岩。
遠端數據中繼保護了洞穴本身,以儀器讀數取代了會造成污染的人類造訪。
可借鑑之處
當標準解決方案是蠻力時,就換一種介質:一條能穿透障礙的慢速通道,勝過一條無法到達的快速通道。
後續
該裝置贏得了2009年國際科學博覽會獎項,並於2010年1月在卡爾斯巴德洞窟為NPR的《週日週末版》進行了測試,在946英尺深處達成了美國已知最深的數位通訊。除了救援之外,微生物學家還提出將環境感測器連接起來,在無需人員到場的情況下中繼洞穴數據。
追溯依據
參考來源
- Texting Underground Can Save Lives And Caves NPR · npr.org ·