Warum kein Funk unter Wasser?

Funkwellen unter Wasser: Die unsichtbare Barriere der Kommunikation

Der Wunsch, unter Wasser zu kommunizieren, ist ein seit langem bestehendes Bestreben des Menschen, das jedoch durch eine unüberwindliche Barriere behindert wird: die Unfähigkeit von Funkwellen, in dieser Umgebung zu funktionieren. Im Gegensatz zu Luft absorbiert Wasser hochfrequente Funkwellen stark, was eine Übertragung unter Wasser unmöglich macht.

Die physikalische Erklärung

Funkwellen sind elektromagnetische Strahlungen, die sich durch Schwingungen elektrischer und magnetischer Felder auszeichnen. Im freien Raum breiten sie sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Wenn Funkwellen jedoch mit einem Medium wie Wasser interagieren, werden sie gedämpft, d. h. ihre Energie wird absorbiert und in andere Formen umgewandelt.

Wassermoleküle sind stark polarisiert, was bedeutet, dass sie eine positive und eine negative Ladung besitzen. Diese Polarisation führt zu einer starken Wechselwirkung mit hochfrequenten Funkwellen. Die Moleküle richten sich an den elektrischen Feldern der Wellen aus, was zu einer Reibung führt, die die Welle dämpft.

Die Auswirkungen auf die Kommunikation

Die Dämpfung von Funkwellen in Wasser ist proportional zu ihrer Frequenz. Das bedeutet, dass höhere Frequenzen, die typischerweise für die digitale Kommunikation verwendet werden, viel stärker absorbiert werden als niedrigere Frequenzen. Infolgedessen ist es praktisch unmöglich, zuverlässige Funkverbindungen unter Wasser aufrechtzuerhalten.

Schallwellen: Eine alternative Lösung

Während Funkwellen in Wasser nicht wirksam sind, sind Schallwellen eine praktikable Alternative. Schallwellen sind mechanische Vibrationen, die sich durch ein Medium wie Wasser ausbreiten. Im Gegensatz zu Funkwellen werden Schallwellen im Wasser nicht absorbiert, sondern breiten sich mit einer viel geringeren Geschwindigkeit aus.

Diese geringere Geschwindigkeit macht Schallwellen für digitale Datenübertragungen zu langsam. Die Codierung digitaler Daten erfordert hohe Datenraten, die von Schallwellen nicht bereitgestellt werden können.

Die Grenzen der aquatischen Kommunikation

Die Einschränkungen des Funkverkehrs in aquatischen Umgebungen haben erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Bereiche, einschließlich:

• Unterwasserforschung: Wissenschaftler sind bei der Erforschung submariner Lebensräume auf kabelgebundene Kommunikationsmethoden angewiesen, die ihre Mobilität einschränken.
• Militärische Operationen: Unterwasserkommunikation ist für militärische Einsätze von entscheidender Bedeutung, wird jedoch durch die Unmöglichkeit von Funkübertragungen behindert.
• Aquakultur: Die Fernüberwachung von Aquakulturanlagen wird durch die eingeschränkte Kommunikationsfähigkeit unter Wasser erschwert.

Fazit

Die unterschiedlichen Eigenschaften von Funkwellen und Schallwellen führen zu den Einschränkungen des Funkverkehrs in aquatischen Umgebungen. Während Funkwellen stark absorbiert werden, sind Schallwellen zu langsam für digitale Datenübertragungen. Diese Barriere hat erhebliche Auswirkungen auf die Forschung, den militärischen Einsatz und die Aquakultur und unterstreicht die Notwendigkeit alternativer Kommunikationsmethoden, die den einzigartigen Herausforderungen des Unterwasserumfelds gerecht werden.