Linux en los submarinos nucleares estaunidenses y británicos

La Clase Virginia de submarinos estadounidenses está pensada como submarinos de ataque multifunción tras el cambio de orientación del arma submarina tras la caída del Muro de Berlín. Se busca un submarino de ataque con capacidad oceánica pero que a la vez sea capaz de intervenir en aguas litorales (shallow waters) - desplegando comandos -, apoyar despliegue de tropas, ataques a naves de superficie y objetivos terrestres a través de misiles. Estos objetivos son un giro radical de la clase como sustitución de la Clase Los Ángeles (realmente la Clase Seawolf, de la cual sólo se construyeron tres unidades).

En un submarino es fundameltal el SONAR, el elemento encargado de escuchar el sonido en el óceano para descubrir los posibles enemigos, en especial el sonar pasivo. En las dos clases anteriores, Los Ángeles y Seawolf, el hardware y el software del SONAR eran elementos diseñados y fabricados bajo especificaciones militares. Estos equipos son caros de mantener, difíciles de actualizar - en especial la electrónica -. El sistema de SONAR de la clase Virginia es el AN/BQQ-10(V), el cual integra en un mismo sistema que combina técnicas de sonar pasivo y activo, usando como sensores un array esférico situado en la proa del submarino, un array activo situado bajo el array esférico, un array para detección cercana situada en la vela (torre),arrays de apertura ancha (WAA Wide Aperture Array) pasivo situado en los flancos del casco y arrays remolcados. Todos estos sensores generan información que es tratada en ordenadores estándares, lo que se conoce en el mundo militar como COTS, commercial off-the-shelf: componentes estándares. Esto permite, para empezar bajar un orden de magnitud el coste del desarrollo del sistema.

El sistema original empezó estando construido por módulos VME, posteriormente por estaciones de trabajo HP, hasta que a principios del año 2000, se sustituyó por sistemas de 8 procesadores Pentium III de Compaq y posteriormente en servidores duales Xeon. Estos sistemas ejecutaban Linux, ofreciendo un entorno en los que los programadores se sentían cómodos, no necesitaban sistemas de desarrollo propio para la gestión de los recursos hardware y aprovechaban las mejoras que venían desde el mundo de fuentes abiertas.

También se han usado clusters con Linux sobre XServer G4 de Apple. El uso de los XServer G4 en el 2004 se debe al excelente aprovechamiento de energía que realizaban esos ordenadores, así como del poco calor que disipaban, algo muy importante dentro de un submarino. Los ingenieros de Lockheed Martin consiguieron más potencia de cálculo y análisis de señales con ayuda de esos clusters de alto rendimiento que con procesadores digitales de señales específicos.

Como redes de interconexión estos sistemas utilizan gigabyte ethernet o fiber channel, dependiendo de la aplicación. Como curiosidad las fragatas españolas F-100 utilizan una red ATM de fibra óptica y sistemas Windows NT

Los submarinos británicos también llevan usando sistemas COTS desde hace bastante tiempo para desde sus submarinos de la clase Vanguard, la clase Astute hasta la Clase Trafalgar. Todos estos submarinos utilizan el Submarine Command System, desarrollado originalmente sobre Solaris/Sparc y que se ha acabado portando a hardware x86 utilizando Windows. Sin embargo, el sistema de sonar que utiliza la clase Astute (Sonar 2076) utiliza Linux para su funcionamiento.

Referencias

1. Virginia Class Submarine
2. A Revolutionary Use of COTS in a Submarine Sonar System
3. Linux in Government: Navy Sonar Opens New Opportunities for Linux Clusters and IBM G5 servers
4. Developments in Sonar Arrays.

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