O Sistema de Vigilância Sonora (SOSUS, na sigla em inglês para Sound Surveillance System) foi o nome original de um sistema de detecção de submarinos baseado em sonar passivo desenvolvido pela Marinha dos Estados Unidos para rastrear submarinos da Marinha Soviética. A verdadeira natureza do sistema era classificada como secreta, assim como o próprio nome e a sigla SOSUS. O codinome não confidencial Projeto Caesar foi empregado para encobrir a instalação da rede, desenvolvendo-se uma história de fachada segundo a qual as estações em terra, identificadas genericamente apenas como uma Instalação Naval (NAVFAC, de Naval Facility), destinavam-se à pesquisa oceanográfica. A denominação foi alterada para Sistema Integrado de Vigilância Submarina (IUSS, de Integrated Undersea Surveillance System) em 1985, à medida que os arranjos fixos de fundo passaram a ser complementados pelo sistema móvel SURTASS (Surveillance Towed Array Sensor System) e por outros sistemas modernos. Os comandos e o pessoal operacional permaneceram sob a cobertura do termo "oceanográfico" até 1991, quando a missão de inteligência foi formalmente desclassificada. Como resultado, os comandos Oceanographic System Atlantic e Oceanographic System Pacific tornaram-se Undersea Surveillance Atlantic e Undersea Surveillance Pacific, e o pessoal passou a ter autorização para ostentar insígnias que refletiam sua verdadeira missão de combate.
miniatura|upright=1.35|A brecha GIUK O sistema original era capaz de realizar vigilância oceânica de longo alcance graças à exploração das propriedades de propagação do canal de som profundo (canal SOFAR). Um exemplo desse alcance ocorreu em 6 de julho de 1962, com a primeira detecção, reconhecimento e reporte de um submarino nuclear soviético que adentrava o Atlântico através da passagem Groenlândia-Islândia-Reino Unido (brecha GIUK), efetuada por uma matriz conectada à NAVFAC Barbados. Os arranjos lineares de hidrofones assentados em encostas submarinas no interior do canal acústico permitiam o processamento por formação de feixe (beamforming) nas instalações terrestres para formar feixes azimutais estreitos de escuta. Quando duas ou mais matrizes mantinham contato com o mesmo alvo, a triangulação fornecia coordenadas aproximadas para que meios aéreos ou navios de superfície realizassem a localização precisa e o ataque.Antes que a natureza das matrizes se tornasse pública, muitos autores presumiam que o SOSUS era um sistema de barreira, em vez de matrizes que realizavam a vigilância de bacias oceânicas inteiras. Um programa associado, Colossus, era um sistema desse tipo, projetado para ser instalado através de estreitos.
O SOSUS nasceu a partir de uma incumbência dada em 1949 a cientistas e engenheiros para estudar o problema da guerra antissubmarino. Ele foi implementado como uma cadeia de arranjos submarinos de hidrofones interligados por cabos — baseados na tecnologia comercial da telefonia fixa — a estações em terra instaladas ao longo do Oceano Atlântico Ocidental, desde a Nova Escócia até Barbados. A primeira matriz experimental, de seis elementos, foi instalada na ilha de Eleuthera, nas Bahamas, em 1951, sendo sucedida em 1952 — após testes bem-sucedidos com um submarino-alvo — por um arranjo plenamente funcional de de extensão dotado de quarenta hidrofones. Naquele momento, a encomenda de estações foi aumentada de seis para nove. O filme secreto da Marinha de 1960, Watch in the Sea, descreve as matrizes de produção em série como tendo de comprimento. Em 1954, a encomenda foi ampliada com mais três estações no Atlântico e uma extensão para o Oceano Pacífico, abrangendo seis estações na Costa Oeste norte-americana e uma no Havaí.
Em setembro de 1954, a Instalação Naval de Ramey foi comissionada em Porto Rico. As demais estações da primeira fase do Atlântico seguiram-se e, em 1957, o arranjo operacional pioneiro de Eleuthera recebeu uma instalação terrestre definitiva, completando a primeira fase dos sistemas do Atlântico. Naquele mesmo ano, os sistemas do Pacífico começaram a ser instalados e ativados. Ao longo das três décadas seguintes, novos sistemas foram agregados à rede; a NAVFAC Keflavík (na Islândia), em 1966, e a NAVFAC Guam, em 1968, exemplificam a expansão além do Atlântico Ocidental e do Pacífico Oriental. Atualizações em terra e novas tecnologias de cabos permitiram a consolidação do sistema, resultando, por volta de 1980, no fechamento de várias NAVFACs e na centralização do processamento em um novo tipo de instalação, a Instalação Naval de Processamento Oceânico (NOPF, de Naval Ocean Processing Facility), que em 1981 já contava com uma unidade para cada oceano, acarretando o encerramento em massa de NAVFACs individuais.
À medida que os novos sistemas móveis entraram em operação, os arranjos fixos originais foram desativados e alguns foram transferidos para pesquisas científicas. A vertente de vigilância acústica permanece em atividade com novos sistemas sob a autoridade do Comando de Vigilância Submarina (Commander, Undersea Surveillance).
História A história do SOSUS começou em 1949, quando a Marinha dos EUA consultou o Comitê de Guerra Submarina, um grupo acadêmico consultivo criado em 1946 no âmbito da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, para pesquisar a guerra antissubmarino. Como resultado, a Marinha formou um grupo de estudos denominado Projeto Hartwell — batizado em homenagem a G. P. Hartwell, da Universidade da Pensilvânia, vice-presidente do Comitê de Guerra SubmarinaUma versão alternativa sustenta que o nome se referia a um bar local frequentado por professores do MIT. —, sob a liderança do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). O painel Hartwell recomendou a destinação de 10 milhões de dólares anuais (valores de 1949) para desenvolver sistemas capazes de combater a ameaça submarina soviética, composta principalmente por uma vasta frota de submarinos diesel-elétricos.
Esse grupo também recomendou um sistema para monitorar sons de baixa frequência no canal SOFAR utilizando múltiplos postos de escuta equipados com hidrofones e uma instalação de processamento que pudesse calcular a posição de submarinos a centenas de milhas de distância.O relatório citado do Projeto HARTWELL associa inicialmente os arranjos a submarinos da frota que rebocariam tais matrizes na passagem GIUK, para depois referir-se à potencial exploração dos sons de baixa frequência no canal de som profundo.
Pesquisa Como resultado das recomendações do grupo Hartwell, o Gabinete de Pesquisa Naval (Office of Naval Research - ONR) firmou contrato com a American Telephone and Telegraph Company (AT&T) — por meio de sua divisão de pesquisas Bell Laboratories e de sua fabricante Western Electric — para desenvolver um sistema de detecção passiva de longo alcance baseado em matrizes de hidrofones assentadas no fundo oceânico. O sistema, que utilizava um equipamento denominado Analisador e Registrador de Baixa Frequência e um método denominado Análise e Registro em Baixa Frequência (ambos sob a sigla LOFAR), baseava-se no espectrógrafo de som da AT&T, originalmente desenvolvido para análise da fala humana e adaptado para analisar sons subaquáticos de baixa frequência. Esse esforço de pesquisa e desenvolvimento recebeu o nome de Projeto Jezebel. A origem do nome do projeto foi explicada por Robert A. Frosch ao senador John C. Stennis durante uma audiência em 1968: devia-se às baixas frequências, "por volta do Lá abaixo do Dó central no piano" (cerca de 100 a 150 ciclos), tendo "Jezebel" sido escolhido porque ela era uma mulher "de baixa reputação" (trocadilho com baixa frequência). Isso se refere à nota Lá2 na escala musical, que fica tecnicamente dois Lás abaixo do Dó central.
O Projeto Jezebel e o sistema LOFAR expandiram-se para a localização de submarinos com a introdução, em 1956, da sonoboia passiva omnidirecional AN/SSQ-28 Jezebel-LOFAR, destinada a forças aéreas antissubmarino. Essa sonoboia conferiu às aeronaves orientadas pelo SOSUS acesso à mesma capacidade de recepção em baixa frequência e LOFAR disponível nas estações terrestres. A correlação de tempo de retardo desenvolvida pela Bell Telephone Laboratories foi utilizada para fixar a posição do alvo combinando duas ou mais sonoboias, em uma técnica denominada CODAR (Correlation Detection And Ranging). Essas sonoboias, e outras especializadas desenvolvidas posteriormente, quando equipadas com uma pequena carga explosiva, podiam ser empregadas em modo ativo para captar o eco refletido no alvo. O modo ativo foi batizado pelos engenheiros de "Julie", em homenagem a uma dançarina de cabaré cuja "apresentação era capaz de transformar boias passivas em ativas".
Pesquisas correlatas, sediadas no Laboratório Hudson da Universidade Columbia, receberam o codinome de Projeto Michael. A Woods Hole Oceanographic Institution e o Instituto Scripps de Oceanografia também foram incumbidos de aprofundar a compreensão sobre a transmissão sônica de longo alcance no âmbito do Projeto Michael. A necessidade de compreender com exatidão o ambiente acústico marinho impulsionou grande parte das pesquisas oceanográficas financiadas pela Marinha. Um programa abrangente que se estendeu por mais de 25 anos, o Programa de Propagação Acústica de Longo Alcance (LRAPP), alcançou avanços significativos nesse conhecimento e influenciou diretamente decisões no SOSUS, com destaque para a expansão do sistema em direção ao Atlântico Oriental.O "sistema" Sea Spider, por vezes mencionado, foi simplesmente um experimento complexo e frustrado com um arranjo suspenso de grandes dimensões no Pacífico. Fez parte do LRAPP, conforme indicado na página 181 da referência. O experimento integrou o teste Pacific Acoustic Research Kaneohe — Alaska (PARKA) II em 1969. Partes do Sea Spider terminaram ao largo das Bermudas, designadas como Testbed, para novos experimentos até que essa instalação também falhou. Essa matriz foi instalada pela incomum embarcação de cabos e instalação Naubuc. Detalhes sobre a plataforma Sea Spider podem ser consultados em Project Pacific Sea Spider - Technology Used In Developing a Deep-Ocean Ultrastable Platform.
Desenvolvimento e instalação A tecnologia dos equipamentos apoiava-se fundamentalmente nos componentes da telefonia comercial e da exploração petrolífera marítima. O lançamento de cabos submarinos era uma capacidade desenvolvida pela AT&T e outras entidades ao longo de décadas para cabos de comunicações submarinas. Foi a compreensão do ambiente acústico oceânico que tornou o sistema realizável, e não o desenvolvimento de equipamentos inteiramente novos. O SOSUS constituiu um caso de nova compreensão do meio físico seguida da aplicação direta de tecnologias e materiais comerciais amplamente testados.
Os quarenta hidrofones distribuídos ao longo da matriz forneciam a abertura física necessária para o processamento de sinais, formando feixes azimutais horizontais com largura de dois a cinco graus. Cada feixe contava com um analisador LOFAR e capacidade de análise de frequências em banda estreita para separar o sinal do ruído de fundo oceânico e identificar frequências específicas associadas ao maquinário rotativo dos submarinos. As salas de escuta das estações NAVFAC dispunham de bancadas de registradores que queimavam papel eletrostático, semelhante ao utilizado nos ecogramas dos ecobatímetros.
miniatura|Exemplo de LOFARgrama miniatura|direita|Registradores de LOFARgramas na sala de operações de uma NAVFAC