軍艦といえば、ミサイルや砲を満載し、女王陛下の敵に死と破壊をもたらすために七つの海を航海する船を思い浮かべるかもしれません。しかし実際には、軍艦は他にも多くの任務を担っています。例えば、HMSエンタープライズの海底調査という、日常的ながらも極めて重要な任務もその一つです。
特派員は先週の大半をエンタープライズ号で過ごし、クリスチャンスンから北極圏を経由してトロンハイムへと大胆な航海をしました。私は船長のフィル・ハーパー中佐に迎えられ、乗船しました。彼は英国海軍に28年間勤務したベテラン船員です。
ハーパー司令官は、彼の船の仕事について誇らしげに話してくれました。それは海底調査です。これは、世界の海の指定された海域を航行し、様々な種類のソナーを使って、その深さや海底に何があるのかを正確に調べることを意味します。
海の大部分はこんな感じですが…
比較的穏やかな北極海。USSニューヨークが遠くの水平線に点在している。
...その下にはグランドキャニオンと同じくらいドラマチックな景色が広がっています。
船のソナーでスキャンされたノルウェー海底の一部
「海図は常に更新する必要がある」とハーパー司令官は述べた。海図は船員に現在位置と船底の水深を示すものだ。「世界の海洋のわずか10%しか調査されていない」
ハイカーが歩く予定のエリアの地図を持ち、等高線や興味深い地点を記すのと同じように、船乗りにも同様の地図、つまり海図が必要です。現代の技術は、船と乗組員を派遣して特定の海域を調査するという昔ながらの概念からそれほど進歩していません。
英国海図のサンプル。この図はロンドン港湾局がサウスエンド埠頭周辺の水深を測るために作成したものです。大きな数字はメートル単位の深度、小さな数字はデシメートル（数十センチメートル）単位の深度です。等深線は一定の間隔で引かれています。UKHO海図では、深度を分かりやすくするために、等深線ごとに色分けされています。
エンタープライズの調査データ処理機器の徹底的な見学中、同艦の水路測量士の一人、アダム・コールマン＝スミス兵曹は次のように説明した。「水路部（UKHO）は、艦の任務や航行する海域を決定します。」
英国政府の海図機関であるUKHOは、海軍の3隻の測量艦隊に対し、世界の海洋のどの部分を測量する必要があるかを概説しています。姉妹艦のHMSエコーと新しい沿岸測量船HMSマグパイと共に、本船は海底をスキャンし、UKHOが有名な海軍海図を作成するための大量のデータを生成する能力を備えています。
エンタープライズ号はコングスベルグ社製EM-710マルチビームソナーを搭載しており、コールマン＝スミス大尉の説明によると、254本の独立したソナービームを発射して海底をスキャンできるという。海軍の掃海艦隊に所属する姉妹艦もソナーを水中物体の探知に使用しているが、コールマン＝スミス大尉は「掃海艇が物体の探知を目的とするのに対し、我々は安全な航行を目標としている」と述べた。
同艦には音速プローブも搭載されており、バルト海室から巻き上げられて海底のすぐ上まで降ろされ、操作員が水路測量士が「水柱」と呼ぶ、エンタープライズの真下の水域の間隔で測定値を計測する。
3フィートのSV探査機がエンタープライズから北極の氷海に降ろされる
北極の午後の早い時間の穏やかな海では簡単な作業だが、波が高すぎると装置は展開できない。
水中物理学 – ロケット科学者、心底うんざり
特定の海域を調査する際、エンタープライズの乗組員は船が進むべき調査線を割り出します。そして、ソナーを作動させた状態でその線を上下に航行し、ソナーによって影響を受ける海洋生物が近くにいないことを事前に確認します。物理学上、「海底が深いほど、より広範囲に調査できる」のです。
各線はソナービームを表す
最も単純な海底ソナーは、エンタープライズの船体下に吊り下げられた装置からソナーパルスを送信することで機能します。海底で反射された音波を装置が受信するため、音波が海底に到達して船に戻るまでの時間から水深を算出できます。ここまでは至ってシンプルです。ハーパー司令官が教えてくれたように、水中での音速は1,500m/sです。
海水の物理的性質を考慮すると、話はさらに複雑になります。お風呂とは異なり、海水は均一ではありません。塩分濃度は高く、場所によって塩分濃度が異なり、温度も異なります。
「午後効果って聞いたことありますか？」とハーパー司令官は尋ね、第二次世界大戦中、海軍の分析官が午前中に比べて午後に敵潜水艦の探知数が大幅に減少したことに気づいたと説明した。これは太陽が海面上数メートルを温めるからだ。
加熱効果が終わる地点で、水の密度が変化します。これにより水中の音速も変化し、ソナーの音波がわずかに異なる方向に屈折します。
写真: Shutterstock/Pat Hastings
海底から海底へ戻るきれいな直線を描くのではなく、ソナーから発せられる音波は密度が変化する地点で曲がります。まるで半分だけ水が入ったグラスにストローを刺すと「曲がる」ように見えるようなものです。つまり、音波がどれだけ曲がったかを正確に計算できるコンピューターとソフトウェアが必要になります。コールマン＝スミス氏は、エンタープライズのシステムがその計算に考慮する「潮汐データ、DGPS、水温、塩分濃度」などについて説明しました。「実際、すべてはアルゴリズムなのです。」
これを実現するには、相当なコンピューティング能力が必要です。船内のITシステムは2000年代初頭のOSを寄せ集めで運用していますが、調査部門のデータ処理マシンの1台にはなんと128GBものRAMが搭載されていたことを筆者は指摘しています。ハーパー中佐は次のように述べています。「現在アップロードしようとしているデータは、ほぼテラバイト規模です。2012年当時は、最大1GBのハードディスクを1～2台送っていました。」
エンタープライズは北極のどこかで調査ラインの端で方向転換している
念のため、エンタープライズは測量を行う際、各測線を2倍（「200%のカバー率」とコールマン＝スミス氏）に広げ、測量士が異常値を特定できるよう、利用可能な最良のデータを収集しています。差動GPSフィットのおかげで、エンタープライズは6～8ノット（時速6～8海里）の速度で航行しながら、20cmの位置精度を実現しています。
データ処理機器はすべて高度な技術を駆使していますが、コールマン＝スミス氏は、将来は自動化され、人間が不要になるという楽観的な見方をしています。「私の在任期間中に、これを完全に交換する必要があるとは思えません。ミッションをプログラムし、探査機が帰還した際にダウンロードする必要があります。まだ自律型ではありません。測量士にとって、自律型水中探査機はGPSデータを読み取れないため、必要な精度を提供してくれません。」
彼は調査海図室の床に釘付けになったまま立ち尽くしていた。船は象がベッドから起き上がるように波を越え、椅子と特派員が区画の端から端へと飛ばされた。「そこにはまだ人が必要ですよ」
しかし、海底調査の目的は海底山脈の発見だけではない。コールマン＝スミス氏は、2012年にウェイマス港で「あそこで上陸用舟艇を発見した」と語った。そのため「船員にその地点を航行したり、錨を下ろさないように警告する通告を発せざるを得なかった」という。さらに、「あそこにHMSフッド（第一次世界大戦時代の戦艦）が沈んでいる。入口を塞ぐために意図的に沈められたのだ」と付け加えた。
海図を描くという幅広く多様な仕事であり、決して「軍艦」という言葉から連想される類の仕事ではありません。®
今後数日間のThe Register誌のBoatnotes記事にご注目ください。取材対象者は、英国海軍のご厚意によりHMSエンタープライズ号に4日間乗艦し、海軍のIT、データ処理、そしてNATOの大規模演習を終えた英国艦艇での海上生活について、できる限り多くのことを吸収しました。次回は、「NATO艦艇の機動部隊が視界に入ったらどうなるのか？」です。
