Den retsmedicinske matematik bag den desperate søgen efter Malaysia Airlines-flyet

Den 17. januar blev regeringerne i Malaysia, Kina og Australien enige om at indstille eftersøgningen efter Malaysia Airlines MH-370, et Boeing 777-200ER-fly, der forsvandt under mystiske omstændigheder i marts 2014.

Flyet var på en planlagt flyvning fra Kuala Lumpur til Beijing, da det forsvandt fra flyveledernes radarskærme. Militær radar fortsatte med at spore flyet, som afveg fra sin planlagte rute og til sidst fløj sydpå og til sidst rejste uden for radarens rækkevidde. Flyet blev aldrig set eller hørt fra igen, og de 242 personer om bord formodes omkommet.

Flyet er aldrig blevet fundet, fordi ingen ved, hvor det landede eller styrtede ned. Det bedste gæt er, at den fløj sydpå i syv timer og derefter kastede sig ud i Det Indiske Ocean, omkring 1.800 kilometer sydvest for Perth, Australien. Men en omfattende eftersøgning af havoverfladen og havbunden i det område har ikke fundet noget.



Alt dette rejser et vigtigt spørgsmål: har myndighederne ledt det rigtige sted?

I dag offentliggør Ian Holland fra Australian Defense Science and Technology Group nogle af de ræsonnementer, der har defineret søgeområdet. Holland har været et vigtigt medlem af holdet, der har analyseret dataene vedrørende flyvningen. Han har især fokuseret på de sidste kendte signaler, der er sendt fra flyet til en kredsende Inmarsat-kommunikationssatellit. I mangel af anden information fra flyet har efterforskere brugt disse signaler til at bestemme søgeområdet - men er der mere, der kan hentes ud af disse data?

Først lidt baggrund. MH370 var udstyret med en satellitdataenhed, der var i stand til at videresende stemmesamtaler og rutinemæssige datatransmissioner. Det sendte sine oplysninger via en Inmarsat-satellit, der er geostationær over Det Indiske Ocean. Selvom flyet ikke transmitterede nogen stemmekommunikation, fortsatte satellitdataenheden med at fungere, idet den kvitterede for to telefonopkald fra jorden, der forblev ubesvarede, og lavede adskillige rutinemæssige udsendelser såsom elektroniske håndtryk og lignende.

Ved første øjekast er det svært at forestille sig, hvordan disse korte datatransmissioner kan give nogen information om flyets placering. Men Holland og hans kolleger har brugt dem til at indsamle en bemærkelsesværdig mængde information.

Kommunikationsprotokollen kræver, at en jordstation får kontakt med flyets satellitdataenhed på et bestemt tidspunkt og frekvens, uanset hvor flyet er på planeten. Signalet tager dog tid at rejse fra jorden til flyet og tilbage igen. Denne tid, kendt som burst-tidsforskydningen, bestemmes af den afstand, signalet skal tilbagelægge.

Denne afstand er ligetil at beregne. Den definerer en cirkel centreret om positionen på jorden direkte under satellitten. Beregningen antyder dog ikke, hvor på denne cirkel flyet kan være, og efterforskere har været nødt til at bruge andre spor for at indsnævre denne position.

I alt sendte MH370 syv signaler fra sin satellitdataenhed, der hver definerede en lidt anderledes cirkel. Den sendte sit endelige signal kl. 0019 UTC den 8. marts 2014, efter at have startet en log-on-anmodning blot otte sekunder tidligere.

Det er et vigtigt spor. Log på-anmodninger forekommer kun, når satellitdataenheden genstarter efter en form for nedlukning. Efterforskere har antaget, at denne nedlukning skete, da flyet løb tør for brændstof, og SDU'en genstartede ved at bruge strøm fra en enhed kaldet en ram-luftturbine, som i en nødsituation sættes ind for at generere strøm.

Hvis det er korrekt, må den sidste transmission have været nær slutningen af ​​flyvningen. Men hvor tæt på? Kunne MH370 have gled mange ti eller hundreder af kilometer, før den ramte havet? Hvis det er tilfældet, øger dette det potentielle søgeområde markant.

Holland siger, at han og kolleger er i stand til at indsnævre dette område ved hjælp af en anden linje af matematisk undersøgelse. Satellitdataenheden udsender ved en bestemt frekvens, men flyets hastighed mod eller væk fra satellitten introducerer et Doppler-skift, der ændrer denne frekvens. Dette er kendt som burst frekvens offset.

Så i teorien er det muligt, at dette skift i frekvens kan angive flyveretningen på det tidspunkt. I praksis er denne beregning svær at lave og er meget hårdere end at beregne afstanden. Hollands papir i dag handler i høj grad om denne beregning. Burst Frequency Offset er en mere kompleks måling, som generelt er mindre godt forstået, siger han.

Beregningen er hård på grund af antallet af variabler, der kan påvirke frekvensen. Flyets bevægelse er blot en af ​​dem. Satellittens bevægelse spiller en rolle og skaber et Doppler-skift forbundet med uplink og downlink mellem satellitten og jordstationen.

Jordstationen forsøger også at kompensere for ethvert Dopplerskift ved at ændre frekvensen. Og oscillatorerne i satellit- og flysendere er ikke perfekte. De varierer, hvilket medfører ændringer i udsendelsesfrekvensen.

Holland og co forsøgte at forstå alle disse kilder til frekvensændringer ved at analysere udsendelserne fra MH370 under 20 tidligere flyvninger i ugen før den gik tabt.

Holland fortsætter med at vise, at hvis flyet fløj i niveau, da der blev foretaget et opkald til flyet fra jorden kort efter, at kontakten var mistet, så tyder burstfrekvensforskydningerne på, at det må have fløjet sydpå. Det er vigtigt.

Han viser også, at Doppler skifter på de sidste to udsendelser fra flyets satellitdataenhed, hvilket tyder på, at det var ved at falde hurtigt. Den nedadgående acceleration i løbet af 8 sekunders intervallet mellem disse to beskeder viste sig at være cirka 0,68 g, siger Holland. Dette er i overensstemmelse med, at flyet er ude af kontrol og ude af brændstof.

Det har vigtige konsekvenser for søgeområdet. Hvis flyet var i en ukontrolleret nedstigning, kan det ikke have fløjet langt efter den sidste udsendelse af satellitdataenheden. Og det betyder, at flyet skal ligge et sted i nærheden af ​​buen beregnet ud fra burst timing offset-dataene. Det tyder på, at 9M-MRO burde ligge relativt tæt på den 7. BTO-bue, slutter Holland. Men præcis hvor på denne bue er ikke klart.

Det er interessant arbejde, som Holland nu åbner op for ekstern granskning. Han redegør klart for mange af de antagelser, han og hans kolleger har været nødt til at gøre sig for at nå frem til. Et vigtigt spørgsmål for samfundet er, om disse antagelser alle er berettigede, og om Holland og hans team har overset noget.

I mellemtiden er ofrenes familier i gang med deres egen eftersøgning efter vraggods forbundet med flyet. Og indtil der kommer nye beviser, vil eftersøgningen efter MH370 forblive suspenderet.

Ref: arxiv.org/abs/1702.02432 : Brugen af ​​Burst Frequency Offsets i søgningen efter MH370

skjule