211service.com
Den rettsmedisinske matematikken bak den desperate letingen etter Malaysia Airlines-flyet
17. januar ble regjeringene i Malaysia, Kina og Australia enige om å stanse søket etter Malaysia Airlines MH-370, et Boeing 777-200ER-fly som forsvant under mystiske omstendigheter i mars 2014.
Flyet var på rutefly fra Kuala Lumpur til Beijing da det forsvant fra flygeledernes radarskjermer. Militær radar fortsatte å spore flyet, som avvek fra sin planlagte rute og til slutt fløy sørover, og til slutt reiste utenfor radarens rekkevidde. Flyet ble aldri sett eller hørt fra igjen, og de 242 personene om bord antas omkommet.
Flyet har aldri blitt funnet fordi ingen vet hvor det landet eller styrtet. Den beste gjetning er at den fløy sørover i syv timer og deretter kastet seg i Det indiske hav, rundt 1800 kilometer sørvest for Perth, Australia. Men et omfattende søk av havoverflaten og havbunnen i det området har ikke funnet noe.
Alt dette reiser et viktig spørsmål: har myndighetene lett på rett sted?
I dag publiserer Ian Holland fra Australian Defense Science and Technology Group noen av resonnementene som har definert søkeområdet. Holland har vært et viktig medlem av teamet som har analysert dataene knyttet til flyturen. Spesielt har han fokusert på de siste kjente signalene sendt fra flyet til en Inmarsat kommunikasjonssatellitt i bane. I mangel av annen informasjon fra flyet, har etterforskere brukt disse signalene for å bestemme søkeområdet – men er det noe mer som kan hentes fra disse dataene?
Først litt bakgrunn. MH370 var utstyrt med en satellittdataenhet som var i stand til å videresende talesamtaler og rutinemessige dataoverføringer. Den sendte informasjonen sin via en Inmarsat-satellitt som er geostasjonær over Det indiske hav. Selv om flyet ikke sendte noen talekommunikasjon, fortsatte satellittdataenheten å operere, og bekreftet to telefonsamtaler fra bakken som ble ubesvart og foretok flere rutinemessige sendinger som elektroniske håndtrykk og lignende.
Ved første øyekast er det vanskelig å forestille seg hvordan disse korte dataoverføringene kan gi informasjon om flyets plassering. Men Holland og hans kolleger har brukt dem til å samle en bemerkelsesverdig mengde informasjon.
Kommunikasjonsprotokollen krever at en bakkestasjon tar kontakt med flyets satellittdataenhet på et bestemt tidspunkt og frekvens, uavhengig av hvor flyet er på planeten. Signalet tar imidlertid tid å reise fra bakken til flyet og tilbake igjen. Denne tiden, kjent som burst time offset, bestemmes av avstanden signalet må reise.
Denne avstanden er enkel å beregne. Den definerer en sirkel sentrert på posisjonen på bakken rett under satellitten. Beregningen antyder imidlertid ikke hvor på denne sirkelen flyet kan være, og etterforskere har måttet bruke andre ledetråder for å begrense denne posisjonen.
Totalt sendte MH370 syv signaler fra sin satellittdataenhet, som hver definerte en litt annen sirkel. Den sendte sitt endelige signal klokken 0019 UTC 8. mars 2014, etter å ha startet en logg på forespørsel bare åtte sekunder tidligere.
Det er en viktig pekepinn. Påloggingsforespørsler skjer kun når satellittdataenheten starter på nytt etter en slags nedstenging. Etterforskere har antatt at denne avstengningen skjedde da flyet gikk tom for drivstoff og SDU startet på nytt ved å bruke strøm fra en enhet som kalles en ram-luftturbin, som er utplassert i en nødsituasjon for å generere strøm.
Hvis det er riktig, må den siste overføringen ha vært nær slutten av flyturen. Men hvor nærme? Kan MH370 ha gled mange titalls eller hundrevis av kilometer før den traff havet? I så fall øker dette det potensielle søkeområdet betydelig.
Holland sier at han og kollegene er i stand til å begrense dette området ved å bruke en annen matematisk undersøkelse. Satellittdataenheten sender på en bestemt frekvens, men flyets hastighet mot eller bort fra satellitten introduserer et Dopplerskifte som endrer denne frekvensen. Dette er kjent som burst-frekvensforskyvningen.
Så i teorien er det mulig at dette skiftet i frekvens kan indikere flyretningen på det øyeblikket. I praksis er denne beregningen vanskelig å gjøre og er mye tøffere enn å beregne avstanden. Hollands papir i dag handler i stor grad om denne beregningen. Burst Frequency Offset er en mer kompleks måling som generelt sett er mindre godt forstått, sier han.
Beregningen er tøff på grunn av antallet variabler som kan påvirke frekvensen. Flyets bevegelse er bare en av dem. Bevegelsen til satellitten spiller en rolle, og skaper et Doppler-skift knyttet til opp- og nedlinken mellom satellitten og bakkestasjonen.
Bakkestasjonen prøver også å kompensere for ethvert dopplerskifte ved å endre frekvensen. Og oscillatorene i satellitt- og flysendere er ikke perfekte. De varierer, og produserer endringer i kringkastingsfrekvens.
Holland og co forsøkte å forstå alle disse kildene til frekvensendringer ved å analysere sendingene fra MH370 under 20 tidligere flyvninger i uken før den gikk tapt.
Holland fortsetter med å vise at hvis flyet fløy i vater da et anrop ble gjort til flyet fra bakken like etter at kontakten ble mistet, så tyder burstfrekvensforskyvningene på at det må ha fløy sørover. Det er viktig.
Han viser også at Doppler skifter på de to siste sendingene fra flyets satellittdataenhet, tyder på at det gikk raskt nedover. Nedadgående akselerasjon over 8 sekunders intervallet mellom disse to meldingene ble funnet å være omtrent 0,68 g, sier Holland. Dette samsvarer med at flyet er ute av kontroll og uten drivstoff.
Det har viktige implikasjoner for søkeområdet. Hvis flyet var i en ukontrollert nedstigning, kan det ikke ha fløyet langt etter siste sending av satellittdataenheten. Og det betyr at flyet må ligge et sted i nærheten av buen beregnet ut fra dataene for burst timing offset. Dette antyder at 9M-MRO bør ligge relativt nær den 7. BTO-buen, avslutter Holland. Men nøyaktig hvor på denne buen er ikke klart.
Det er interessant arbeid som Holland nå åpner for gransking utenfra. Han redegjør tydelig for mange av forutsetningene han og kollegene har måttet gjøre for å komme til sin konklusjon. Et viktig spørsmål for samfunnet er om disse antakelsene er berettiget og om Holland og teamet hans har oversett noe.
I mellomtiden utfører familiene til ofrene sitt eget søk etter vrakgods knyttet til flyet. Og inntil nye bevis dukker opp, vil søket etter MH370 forbli suspendert.
Ref: arxiv.org/abs/1702.02432 : Bruken av Burst Frequency Offsets i søket etter MH370