domingo, marzo 21, 2021

FLIR1: otro vídeo del pentágono

El vídeo

En una entrada anterior hablamos del vídeo llamado Go fast!, uno de los tres vídeos desclasificados por el Pentágono en 2020, aunque ya habían sido filtrados previamente. En esta entrada vamos a ver otro de los vídeos, el llamado FLIR1.

Este video de nuevo muestra tan solo un manchurrón de píxeles que no hace nada en particular. Al menos hasta el último segundo del vídeo. En ese instante, el blanco se escapa hacia la izquierda de la imagen y deja se verse. Esto es interpretado por algunas personas como una aceleración repentina que el sistema de seguimiento es aparentemente incapaz de seguir.


La aceleración

Hay que decir que esta interpretación viene «contaminada» por hechos anteriores.

El vídeo se grabó en 2004, durante unos ejercicios del Carrier Strike Group (CSG) 11, en el que se encontraba el portaviones Nimitz. Previo a la grabación, unos pilotos avistan un objeto que por su forma apodan como «tic tac» (unos caramelos), y que presuntamente realiza movimientos bruscos y aceleraciones repentinas. Tras volver al portaaviones, piden que otros cazas salgan equipados con un sistema de video para obtener imágenes del artefacto. Este es el vídeo que se obtuvo, pero que no muestra ninguna de esas increibles maniobras que describen los primeros testigos.

La organización Scientific Coalition for Ufology (SCU) produjo un primer informe donde interpretan el último segundo del vídeo como una de esas aceleraciones repentinas que dijeron los primeros testigos. Posteriormente, ese informe sirvió de base para producir una publicación en un journal llamado Entropy.

El punto de partida de ese estudio es que el blanco parte en reposo respecto del caza. La razón es que eso es lo que parece, porque no se distingue ningún fondo sobre el que se aprecie el desplazamiento del blanco, y porque el caza mantiene una velocidad constante y vuelo nivelado. Sin embargo, durante todo el vídeo se puede observar que el azimuth (el ángulo en que apunta la cámara en el plano XY) va variando lenta pero contínuamente. El blanco se va desplazando de derecha a izquierda del caza:

La zona sombreada muestra el último segundo en el que se supone que el blanco comienza en reposo respecto del caza y presuntamente ejecuta una aceleración, que según los autores, es de 76g.

Tendríamos que aceptar que durante más de 70 segundos el blanco se ha ido moviendo lentamente, para en el último momento igualar la dirección y velocidad del caza, y luego ejecutar una aceleración increible.

Los cálculos que determinan que ahí existió una aceleración de 76g en realidad dicen poco. El sistema de seguimiento en realidad solo entiende de ángulos, de velocidades y aceleraciones angulares, así que las velocidades o aceleraciones lineales no le importan tanto. Un cálculo muy simplón, de servilleta: el blanco atraviesa el semi-campo de visión en 32 frames (1.07 segundos). El campo de visión en modo NAR y zoom x2 es de 0.35 grados. Así que la velocidad angular media del blanco es de 0.16 grados por segundo.

Por comparar, un sistema ya obsoleto (AN/AAS-38 Nite Hawk de Lockheed Martin) era capaz de hacer seguimiento de blancos a 65 grados por segundo. Así que independientemente de su velocidad real, el sistema debería ser capaz de seguirlo.

Una trayectoria simple

En realidad, hay opciones mucho más mundanas. Que es suponer que el sistema de seguimiento, por la razón que sea, deja de seguir al blanco y este simplemente sigue su trayectoria saliéndose del campo de visión de la cámara. De hecho, hay un par de momentos en el vídeo en el que se observa que esto es lo que ocurre.

El operador del módulo FLIR es un tanto inquieto, y no para de cambiar la óptica del sistema. Cada vez que hay un cambio de óptica (del sensor TV a IR, o del campo de visión NAR a MFOV), se puede observar que las barras de seguimiento se reescalan y tratan de centrar al objeto. El siguiente gráfico muestra la posición del blanco respecto del centro de la imagen, y el rango cubierto por las barras de tracking. Las líneas negras son momentos en los que hay cambios en la óptica.

Hay un primer momento, en torno a los 50 segundos del vídeo (frame 1474), en que el sistema óptico realiza un ajuste automático. En el vídeo se aprecia como una rotación, que sin embargo no cambia la orientación de la imagen. Aún así, al final de este reajuste, el blanco no está centrado y comienza a derivar hacia la izquierda, hasta que el sistema vuelve a centrarlo.

Hacia el final del vídeo, podemos ver que el operador cambia del modo NAR (Campo de visión estrecho, Narrow field of view) a MFOV (Campo de visión medio). El blanco entonces, aunque está dentro de las barras de seguimiento, comienza a derivar hacia la izquierda de nuevo. Las barras necesitan ensancharse y volver a centrarlo. Un poco después, el operador vuelve a cambiar a modo NAR, y otra vez el blanco comienza a derivar hacia la izquierda. Las barras tratan de nuevo de localizar el blanco, pero un nuevo cambio del operador en el zoom hace que el blanco quede fuera de las barras, y el enganche se pierda por completo.

Lo más simple es suponer que el blanco se mueve en línea recta con velocidad constante. Y como el caza también lo hace, es relativamente fácil calcular la trayectoria relativa del blanco vista desde el caza. Partiendo de un movimiento lineal uniforme:

donde Vxy es la velocidad en el plano XY, φ es el rumbo del blanco, y Vz la velocidad vertical. Hay que trabajar un poco la trigonometría, pero al final, sabiendo que la tangente del azimut θ se calcula a partir de x(t)/y(t), se puede obtener la ecuación que relaciona el azimut con la velocidad y rumbo del blanco:

donde θ0 es el azimut inicial,φ es el rumbo del blanco; y ωθ es una cantidad relacionada con Vxy, la velocidad del blanco. No se obtiene directamente su velocidad porque desconocemos un parámetro, que es la distancia inicial entre blanco y caza, R0. Si se pudiera estimar u obtener de alguna forma, entonces sí sería posible calcular la velocidad.

Ajustando esta ecuación a los datos de azimut,

podemos obtener que el azimuth inicial era θ0=4.5 grados (que corresponde con lo que se ve en el primer frame del vídeo), y el blanco se desplazaba con rumbo φ=199 respecto del caza. Es decir, hacia la izquierda, y acercándose. Pero lo importante: ¿A qué velocidad iba? Para eso tenemos que suponer cual era la distancia inicial. El informe original de SCU incluye varias referencias que indican que el primer contacto con el blanco se produce por radar a unas 30 millas naúticas (55 km). Con ese dato, ya podemos obtener la velocidad en el plano horizontal Vxy, que se puece calcular como:

siendo ϕ0 el ángulo de elevación inicial (que en el display aparece como 6, pero es posible afinarlo a 5.5 o 5.6 grados. Tampoco va a cambiar mucho). Así pues, con una distancia inicial de 30 NM, la velocidad relativa en el plano XY del blanco sería de 360 m/s.

Ya solo hay que restarle la velocidad del caza. El display del FLIR muestra 250 nudos, pero eso es velocidad del aire calibrada (CAS). Según de nuevo SCU, el caza iba a 300 nudos (154 m/s) de velocidad respecto del suelo (groundspeed). Ahora bien, esta resta hay que hacerla de forma vectorial, por componentes x e y. Haciéndolo, al final se obtiene que la velocidad real del blanco respecto del suelo era de 425 nudos.

La altura inicial del blanco tampoco es difícil de calcular con un mínimo conocimiento de trigonometría, y se obtiene que la altura sobre el suelo estaría en torno a 37000 pies.

¿Qué era entonces el objeto grabado? Un objeto volando a 425 nudos, a 37000 pies de altura. No son parámetros en absoluto extraños, imposibles, ni de «fuera de este mundo». Son en realidad valores que entran perfectamente en los parámetros de vuelo de pequeños reactores o aviación civil. Ni que decir tiene que otros F-18 como los que había aquel día realizado los ejercicios también son capaces de alcanzar esos valores.

¿Por qué perdió el enganche el sistema de seguimiento? Sin duda una buena pregunta para los ingenieros que diseñaron y programaron el sistema, que seguramente podrían responder de acceder a los datos crudos reales y no solo a un vídeo de baja calidad. Podemos especular, viendo el vídeo, que los contínuos cambios de óptica del operador provocaron que al final al sistema no le dio tiempo a centrar de nuevo el blanco, y finalmente se perdió el enganche. Lo que está claro es que la velocidad angular a la que se desplazaba no era en absoluto un problema para un correcto seguimiento.

Para aquellos valientes que no se asusten de los senos y las thetas, pueden deleitarse con un análasis más detallado aquí: El vídeo FLIR1 del pentágono