jueves, octubre 08, 2020

Go Fast: un vídeo del pentágono

Este año el Departamento de Defensa (DoD) de Estados Unidos ha desclasificado unos vídeos tomados por cazas en misiones de entrenamiento. En realidad los vídeos andaban ya pululando por las redes, y lo que han hecho ha sido simplemente ponerlos a disposición pública, ya que en su opinión no muestran nada comprometedor. Tampoco tienen problema en reconocer que lo que aparece en ellos tienen la catalogación de «no identificado».

Que lo único que significa es que no se han molestado en intentar averiguar qué es lo que se ve en ellos. Quizás porque tengan cosas mejores que hacer.

Los vídeos (disponibles aquí) son tres: «FLIR», «Gimbal» y «Go Fast». Muestran imágenes de cámaras de infrarrojo y el seguimiento de varios blancos. También muestran cierta información básica. De todos ellos, «Go Fast» es el que contiene información suficiente como para juguetear con los datos un poco:

Ángulos de apuntamiento, distancia, velocidad, altura del avión, y con un poco de paciencia, se puede obtener el ángulo de alabeo del caza (mirando frame a frame en un editor de gráficos el ángulo del horizonte artificial). La imagen del vídeo parece mostrar un objeto que se mueve muy rápidamente sobre el mar. Pero, ¿realmente es así?.

El mini ovni

Aprovechando unos frames en los que el blanco se ve oscuro, hay gran contraste para diferenciarlo del fondo y de las barras que lo delimitan. De esta forma podemos deducir que el objeto mide entre 6 y 8 píxeles. Unidad no reconocida por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. Pero para nuestra suerte, sabemos que la distancia entre el caza y el blanco en ese momento son 3.7 NM (millas náuticas, 6.8 km).

Buscando por internet, se pueden encontrar las caraceterísticas técnicas de la cámara de IR.

Tiene tres ópticas distintas: 6º, 2.8º y 0.7º de campo de visión (Field of View, FOV, el ángulo cubierto de extremo a extremo de la imagen). Si la imagen completa (430 píxeles) cubre un ángulo de 6º, entonces 6-8 píxeles cubren un ángulo de 0.097º.

Un poquito de trignometría básica de instituto, nos indica que el tamaño máximo del blanco es de 3 - 4 metros. Si la óptica usada fuera la de 2.8º, entonces el objeto tendría entre 1.4 - 1.9 metros. Con la óptica de 0.7º, estaríamos hablando de 50 cm de tamaño, algo que parece un tanto irreal.

Quedémonos con el ĺimite superior de 3-4 m como máximo tamaño posible.

No tan frío

Tal vez hayas oído referirse a las cámaras de infrarrojo como «cámaras térmicas», o «cámaras termográficas». Dispositivos que en la imagen representan la temperatura de los objetos. Bajo esa premisa, el vídeo «Go Fast» mostraría que el blanco seguido está más frío que su entorno.

Siento decepcionarte, pero no es correcto.

El espectro infrarrojo se divide habitualmente en tres zonas:

  • Infrarrojo cercano: por debajo del visible, entre 0.7 y 2 μm de lo longitud de onda
  • Infrarrojo medio (MWIR): entre 3 y 5 μm de longitud de onda
  • Infrarrojo lejano (LWIR): entre 8 y 12 μm de longitud de onda
Todo cuerpo por tener a una temperatura emite radiación. A más temperatura, mayor cantidad de radiación. Pero el espectro, o cómo se reparte la energía en función de la longitud de onda de la radiación, también varía. Un cuerpo a temperatura ambiente, tiene su máximo de emisión en el LWIR. Un cuerpo a 300ºC tiene su máximo en la banda de MWIR. Y un cuerpo como el sol, tiene su máximo en el visible. Todos emiten en el infrarrojo, pero no la misma cantidad, ni en la misma banda. La radiación que emite el sol es gigantesca. Pero después de 150 millones de km, lo que nos llega es una fracción muy pequeña. Si esa radiación se refleja en un objeto «caliente» (ponle 300ºC), la emisión infrarroja del objeto por temperatura es mayor que la radiación reflejada. En cambio, si se refleja en un objeto «frío» (27ºC), la radiación reflejada es mayor que la emitida por temperatura, porque un cuerpo a temperatura ambiente no emite apenas en MWIR.

En cambio, en LWIR, la radiación emitida por un objeto «frío» sí puede ser es mayor que la radiación solar reflejada en él. Una cámara de LWIR permite medir la temperatura de los objetos. Una cámara de MWIR, sólo podría hacerlo con objetos «calientes», pero no con los fríos. La cámara de los vídeos del pentágono es de MWIR. Los otros vídeos («FLIR1», «Gimbal»), sí muestran un objeto muy caliente (que podría corresponder perfectamente con los gases de salida de la(s) tobera(s) de otro avión). Pero las nubes y el cielo que se ven no son más que el reflejo y la dispersión de la radiación solar. Las nubes no están a 300ºC.

En el caso del vídeo «Go Fast», se ve el mar, que obviamente no está a 300ºC, sino a temperatura ambiente. Así que se está viendo el reflejo del sol en el mar. Y el objeto, no está «más frío» que el mar, sino que está reflejando menos cantidad de radiación solar que el mar. El objeto no está necesariamente «más frío», en realidad no podemos saber nada de su temperatura.

Lo cual nos dice que el objeto del vídeo no tiene ningún tipo de propulsión como pudiera ser un motor, ni emite gases calientes ni nada parecido. Vuela por sus propios medios.

Ni tan rápido

Por último, lo más entrenido, que es coger los datos de elevación, distancia y azimut que salen en cada frame del vídeo. Con todos ellos, y un poco de trigonometría,

podemos obtener la altura a la que vuela en cada momento de tiempo:

13500 pies, que son 4125 metros de altura. La zona gris es la incertidumbre. Así que el blanco vuela esencialmente a una altitud constante, por debajo del caza, pero a 4100 metros de altitud.

Tambień podemos calcular la trayectoria del blanco y del caza, aunque con un poco más de trabajo. El caza vuela básicamente a una velocidad constante de 0.61 - 0.62 Mach. Se puede calcular que a 25000 pies eso corresponde a una Velocidad Verdadera del Aire (True Airspeed, TAS) de 370 nudos (685 km/h). Para obtener la velocidad real respecto al suelo (groundspeed) falta corregir por la velocidad del aire a 25000 pies.

Para obtenerla, nos vamos a los datos del reanálisis atmosférico de la NOAA. Como no sabemos ni la zona, ni el día, ni la hora en que hizo el vídeo, iremos a lo bruto:

NCEP Reanalysis data provided by the NOAA/OAR/ESRL PSL, Boulder, Colorado, USA, from their Web site at https://psl.noaa.gov/
Cojamos todos los valores de velocidad de viento del año 2015 completo en una zona amplia (atlántico norte, por ejemplo), y hacemos un histograma:

Así obtenemos cual es la probabilidad de que hubiera vientos de X nudos. El valor más probable son 14 nudos. El valor promedio de la distribución son 27 nudos. Y la desviación estándar son 21 nudos. Así que, como valores más altos, si cogemos 27+21=49 nudos, tenemos que la probabilidad de que el viento sea aún mayor es del 15% (Lo que es lo mismo, la probabilidad de que el viento sea inferior a 49 nudos es del 85%).

Pues con esta distribución de probabilidad, escogemos un valor al azar. Y al azar también escogemos una dirección del viento respecto al rumbo del avión. Hay dos casos extremos: viento de cola (sumar TAS del caza y velocidad del viento), o viento de morro (restar la velocidad del viento a la TAS del caza). Una vez establecida una posible velocidad real del caza, calculamos las trayectorias del caza y del blanco, y su velocidad.

Dos ejemplos de posibles trayectorias:

Pues esto mismo lo repetimos un millón de veces para obtener otro histograma, esta vez, de probabilidad de velocidad del blanco:

Lo que dice este histograma es que la velocidad mínima del blanco era sería de 30 nudos (54 km/h). La velocidad promedio son 50 nudos (92 km/h), y la más probable 45 nudos(81 km/h). Tambień podemos calcular la probabilidad de que la velocidad sea mayor que una determinada:

Hay un 41% de probabilidad de que la velocidad del blanco fuera superior a 50 nudos, y solo un 10 % de que fuera mayor de 80 nudos (144 km/h) (o equivalentemente, hay un 90% de probabilidad de que la velocidad fuera menor de 144 km/h)

En resumen

Tenemos un objeto de 3 o 4 metros como máximo de longitud, volando a una altitud constante de 4100 m, a una velocidad mínima de 54 km/h, una velocidad probable de 81 km/h, y en todo caso menor de 144 km/h con un 90% de probabilidad; y que no usa propulsión como motores sino que vuela por sí mismo.

¿Qué es lo que se ve en las imágenes? Con 4 metros de longitud, no parece que estemos hablando de una nave nodriza de Ganimedes precisamente. Ni siquiera una nave unipersonal de baja gama de Zeta Reticuli.

Se ha propuesto la posibilidad de que sea algún pájaro de altos vuelos. 4100 metros no es gran cosa, realmente. Los hay que pueden volar perfectamente a las velocidades calculadas. Y también los hay con envergaduras de varios metros. Sumémosle que debería ser un pájaro presente en la costa o zona marítima

Cruzando toda esta información, quizás salga algún pájaro que cumpla todas las condiciones a la vez. O tal vez no; pero para tener por donde empezar, la del pájaro es una hipótesis bastante razonable.

Al menos mucho más que la de tecnología hipermegasecreta militar que se encuentra a golpe de google.

Y el DoD, ¿qué dice?

¿Por qué el DoD dice que lo que se ve no está identificado?. Yo diría que porque no han hecho ningún análisis del vídeo. Lo han visto, no han apreciado nada interesante, y han pasado a otra cosa. Que alguien haya filtrado el vídeo con todo bombo y platillo porque en su opinión es algo anómalo, no quiere decir que el personal dedicado precisamente a evaluar estas imaǵenes tenga que compartir ese criterio.

Se suele aludir a las «tropecientas horas de vuelo de experiencia» de pilotos para justificar que si ellos no fueron capaces de identificar lo que vieron, entonces tiene que ser una anomalía. Lo cierto es que los pilotos usan las imágenes para tomar decisiones en el momento que les ayuden a cumplir la misión que tengan. Pero estos sistemas guardan mucha más información de la que es accesible al piloto. El piloto solo ve lo básico porque tiene que atender a más instrumentación y mantener el avión volando. Cuanto más resumida y procesada reciba la información, mejor. En lo último que va a pensar es en ángulos, senos y cosenos.

¿Cuantas horas de imágenes puede guardar el DoD de todos sus cazas y aviones? En cualquier ejército del aire hay más personal aparte de pilotos, que ni siquiera vuelan, pero que están interesados en las imágenes. Porque de su análisis (y no me refiero a pasar filtros al tuntún, sino a cosas probablemente mucho más complejas que lo mostrado en esta entrada, y con mucha más información disponible) se obtiene inteligencia. Personal de inteligencia con «tropecientas horas de experiencia» en visionado y análisis de imágenes, que pueden discriminar cosas interesantes de las que no. Aunque sólo sea por cribar y no analizar inútilmente cientos de horas de imágenes.


2 comentarios:

Científico racional. dijo...

¿Toda una detallada explicación técnica para concluir que a lo mejor es un pájaro?
Cortocircuito intelectual.
Vea este vídeo y luego hábleme de la hipótesis del pájaro.
https://youtu.be/-e9NoKp8EnE

Julio dijo...

Objeto de (como mucho, tirando al límite superior) 4 m de largo, trayectoria rectilínea, velocidad y alturas constantes... estoy abierto a oír otra interpretación, y mucho más interesado si además la puedes demostrar.

El vídeo que enlazas habla del encuentro en 2004, mientras que el vídeo al que hace referencia esta entrada uno de los de 2015.

Una pena que en el vídeo de 2004 tampoco se vea ninguna de esas espectaculares maniobras que describen los pilotos, sino solo otro «manchurrón de píxeles» que no hace nada en especial.