Нова самостоятелна система може да осигури навигация с точност на ниво GPS
(снимка: Sandia National Laboratories)
Щатската национална лаборатория Sandia е разработила вакуумна камера с размер на авокадо, изработена от титан и сапфир, която един ден може да използва квантовомеханични сензори за осигуряване на прецизна навигация без нужда от сателити.
Само за няколко десетилетия GPS прерасна от военна технология в популярно гражданско технологично решение за множество ежедневни приложения. Съвременното общество е силно зависимо от тези приложения, отбелязва NewAtlas. Глобалната навигационна система обаче не винаги е достъпна на места като големите полярни ширини или в дълбоки планински долини. Освен това GPS сигналите могат да бъдат блокирани или смутени.
Уязвимостта на GPS системите произтича от тяхната зависимост от съзвездията от спътници, които обикалят около Земята. Тези спътници излъчват сигнали с маркер за време, които се синхронизират с атомните часовници. GPS приемниците използват ефекта на Доплер върху сателитните сигнали, за да направят изключително прецизно изчисление за позицията и скоростта на приемника. Ако тези сигнали бъдат прекъснати или увредени, системата се срива.
Алтернативата е технология, която първоначално е разработена за военни ракети по време на Втората световна война и обикновено се използва в подводниците, когато са потопени. Наречена „инерционно насочване”, това е напълно самостоятелна система, която използва жироскопи и акселерометри, за да изчислява къде се намира навигационното устройство по отношение на фиксирана известна позиция.
Проблемът е, че, подобно на GPS, инерционните системи за насочване трябва да бъдат много прецизни и да имат същото ниво на отчитане на времето като атомния часовник. Това е възможно със съществуващите системи, използващи механични жироскопи или лазери през облаци от газ от рубидий за измерване на квантовите ефекти – но те разчитат на тежки и скъпи вакуумни системи.
Вакуумна камера с размер на авокадо, поставена в тестов апарат
(снимка: Sandia National Laboratories)
Подходът на екипа на Sandia включва специално направени, здрави квантови сензори, които се поставят в камера с обем само един кубичен сантиметър. Тази камера е изработена от титан и има сапфирени прозорци – материали, които са много добри в предотвратяването на изтичане на газове като хелий. Вътре се поддържа отличен вакуум.
Системата тепърва ще се усъвършенства, като нейното най-слабо място е продължителността на поддържане на вакуума. Сега изследователите насочват вниманието си към това да направят устройството по-малко тромаво и по-лесно за производство.