The Economist - USA (2022-01-29)

The Economist January 29th 2022 Technology Quarterly Defence technology 7

vering 16 squarekilometresata resolutionofonemetre—good
enoughtomakeouta car—for$500a timeundera CreativeCom­
monslicencewhichletsbuyersdoastheypleasewiththeproduct.
Thecurrentpriceofanopticalimageofequivalentgranularity
wouldbearoundsixtimesasmuch,andbesoldunderrestrictive
conditionsthatlimithowitcouldbedisseminatedandused,he
says.Suchcompetitionshoulddrivedownthepriceallround—
andincreasethescopeforaddingallsortsofvalue.
Hugeamountsofsatelliteimagesatrelativelylowpricespro­
videsa prettymuchidealinputforthesortofmachine­learning
algorithmsthathavepoweredrecentadvancesinai: lotsofwell
structureddatawithwhichtolearnhowtorecogniseallsortsof
differentthings.Suchautomationallowsbothnewinsightsand
analysisatscale.MrMaherofUrsasaysthathisfirmmightcheck
inon20,000facilitiesoncea weekfora singleclient.“It’slessthan
a full­timejobforonepersontomonitorthosesites,”hesays.
Thecapabilitiesofsararejustoneexample,albeita dramatic
one,ofthesortofprogressbeingmadewithallsortsofadvanced
sensorsandthedata­processingsystemsneededtointerprettheir
output.Satelliteprovidersofopticalimages,hyperspectraldata
andradio­locationserviceswhichkeeptabsonaircraftandships
arespringinguparoundtheworld.Theabilitytouseradartotrack
movingobjectsfromspaceinrealtimeisgettingcloser.Andpretty
mucheverythingwhichcanbedonefromorbitcanalsobedone
withdronesclosertothetargetandcapableofrespondingtonew
requestsalmostinstantly.Therearefewplaces,ifany,onthesur­
faceoftheEarththatarefreefromsuchsnooping.Belowthesur­
faceoftheseas,though,thereisstilla redoubt—fornow.n

See-through seas?

M

aritime mysteriesare not unknown on the ragged western
flank  of  the  British  Isles,  buffeted  by  cruel  seas  and  bitter
winds. But the tiny stranded vessel reported to the coastguard on
Tiree, the most westerly island of the Inner Hebrides, in October
2020 was particularly mysterious. It bore no markings, broadcast
no identifying signal and carried no running lights. 
Once pictures showing its distinctive surfboard shape and so­
lar panelling were put online, though, it was quickly identified as
a “Wave Glider”—an uncrewed surface vessel (usv) built by Liquid
Robotics, a California company owned by the aerospace giant Boe­
ing.  First  developed  to  listen  to  humpback  whales,  the  vessels’
ability to carry sensors slowly through the seas (they have an inge­
nious way of turning the rise and fall of waves into forward mo­
tion) has seen them put to all sorts of uses by researchers and na­
vies alike; over 500 have been sold to date.
Whales are not the only things they listen to. When contacted
about the Wave Glider found in Tiree, and others that have washed
up on the coasts of Lewis in the Outer Hebrides, Unst in Shetland
and Donegal, Liquid Robotics simply said it would let the owners
know. But it is a matter of record that in 2016 Wave Gliders were
used  to  detect  and  track  a  Royal  Navy  submarine  in  an  exercise;
and  it  is  past  those  north­western  coasts  that  Britain’s  nuclear
armed submarines (ssbns) make their way from their base at Fas­
lane, near Glasgow, to the open ocean.
The idea that submarines loitering in the depths are undetect­
able is fundamental to modern nuclear deterrence. America, Brit­
ain,  China,  France,  India,  Israel  and  Russia  act  on  the  basis  that

though  a  nuclear­armed  adversary  could  conceivably  destroy

their land­based forces in a first strike, it could not wipe out their

submarines. A submarine at depth cannot be seen from afar—day­

light  is  all  but  undetectable  at  depths  of  more  than  a  couple  of

hundred metres. Radio waves fare even worse, making underwa­

ter radar a non­starter. Sound carries, but the boats can be remark­

ably silent; the noise made by a modern ssbnis less than a mil­

lionth of the racket produced by the first such boats. 

That leaves active sonar, which rather than listening for noises

made  by  its  quarry  emits  sounds  designed  to  bounce  off  them.

This  lets  an  adversary  locate  a  submerged  submarine  precisely

enough to attack it. But it is limited in its range, and by the ways

sounds are distorted and dissipated by changes in pressure, tem­

perature and salinity. 

This is all taken to mean that weapons on ssbns can be relied

on for retaliation if a first strike devastates everything else. That

guaranteed capability to respond is held to keep deterrence stable. 

From surfboards to Red October

America’s  most  recent  review  of  nuclear  policy  concluded  that

“There are no known, near­term credible threats to the survivabil­

ity of the ssbnforce.” But what is near­term, and for that matter

credible, is a matter of opinion. In 2020 a panel of experts assem­

bled  by  the  National  Security  College  of  the  Australian  National

University concluded that, “The oceans are, in most circumstanc­

es,  at  least  likely...to  become  transparent  by  the  2050s.”  Trends

making  it  harder  to  hide  above  the  waves—more  numerous  and

more capable sensors and more powerful ways of sifting through

their output—are at play underwater, too. 

To put a submarine at risk you must first detect it, then track it.

Since  the  1980s  America  and  its  allies  have  relied  on  the  hydro­

phone arrays of the Fixed Distributed System (fds) for such detec­

tion.  The  sensors,  tethered  to  the  sea  floor,  float  at  a  “critical

depth” where acoustical geometry shields them from extraneous

noise  and  makes  the  faint  sounds  of  a  submarine  passing  over­

head stand out. America now has fdssystems in both the Atlantic

and the Pacific, with ships, submarines and aircraft available to set

about tracking anything they detect.

Owen Cote, a submarine expert at mit, says that such listening

arrays remain, for now, the only truly effective method of detect­

ing  a  very  quiet  submarine.  Their  drawback  is  that,  being  quite

short range, they cannot cover whole ocean basins. They just cover

choke points, such as the gaps between Greenland and Iceland and

Iceland and Britain, or the entrances to the Philippine Sea. 

Arrays  that  can  be  towed  behind  ships  are  crucial  to  tracking

what has been thus detected. If they could be made far more nu­

Hiding submarines may get harder

Finding Captain Nemo