Неужели обнаружить подводную лодку так сложно?

Да, обнаружить подводную лодку сложно, так как при её создании принимаются меры к повышению скрытности. ru.wikipedia.org

Для определения местоположения и параметров движения подводных лодок используются различные методы, например:

• Акустический. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru Звук распространяется в воде гораздо быстрее, чем в воздухе, и на большие расстояния. ru.wikipedia.org Акустика позволяет обнаруживать подводные лодки на всех глубинах, не зависит от времени суток и погодных условий. ru.wikipedia.org Однако дистанция, точность и надёжность обнаружения сильно меняются в зависимости от гидрологических условий моря. ru.wikipedia.org
• Радиолокация. ru.wikipedia.org Вода непроницаема для длин волн, используемых в радиолокации. ru.wikipedia.org Поэтому радиолокационное обнаружение подводных лодок возможно только когда какая-либо их часть находится над водой. ru.wikipedia.org То есть обнаружение ограничено в основном дизельными лодками в перископном положении. ru.wikipedia.org
• Обнаружение по тепловому следу. ria.ru ru.wikipedia.org Для охлаждения внешнего контура реактора атомоходы используют забортную воду. ria.ru Когда она нагревается до предельной температуры, её сбрасывают обратно. ria.ru В итоге за лодкой тянется длинный тепловой след, хорошо заметный из космоса в инфракрасном спектре. ria.ru Но сохраняется он недолго — всего около получаса. ria.ru

Ни один отдельный способ не гарантирует обнаружения, поэтому все способы применяются совместно. ru.wikipedia.org