"Титанове авокадо": вчені придумали пристрій для GPS-навігації без супутників

навігація, пристрій
Фото: New Atlas | Пристрій для навігації наступного покоління

Технологія інертного наведення існує вже давно, проте вона була надто громіздкою. Інженери знайшли спосіб, як зробити її більш витонченою та мініатюрною.

Американські інженери розробили модуль розміром із авокадо, який зможе використовувати квантові технології для навігації без використання супутників. Про це пише видання New Atlas.

Співробітники Національних лабораторій Сандія (США) вигадали конструкцію вакуумної камери з титану та сапфіру об'ємом в 1 куб. см, усередину яких помістили міцні квантові сенсори нового покоління (сенсори працюють завдяки так званим холодним атомам, коли атоми охолоджуються до 0 градусів і фіксують найменші зміни, наприклад, зміни сили тяжіння, — ред. ). На думку вчених, нова технологія в майбутньому дозволить створювати компактні атомні сенсори, які якщо й не перевершать технологію GPS, то, принаймні, їй не поступатимуться.

Титан був обраний тому, що він здатний запобігти витоку інертних газів, таких як гелій, завдяки цьому пристрій може тривалий час підтримувати вакуум за допомогою гетерів (газопідготовників). У пристрої гетери розміром із олівцеву гумку розташовані у двох вузьких трубках, що виходять назовні. Корпус апарату здатний утримувати хмару холодних атомів у магнітооптичній пастці за допомогою компактних газопоглиначів і дозатора рубідію. Під час першої демонстрації пристрій зберігав працездатність понад тиждень. Невідомо, як довго камера може підтримувати вакуумне середовище, тому команда прагне протримати герметичність протягом 5-ти років. А поки йдуть випробування, інженери працюють над зменшенням габаритів і спрощенням конструкції обладнання.

Вакуумна камера
Вчені з Sandia National Laborat досліджують вакуумну камеру
Фото: New Atlas

"Зараз людство багато в чому залежить від супутникової навігації, проте вона не завжди працює у віддалених і важкодоступних місцях. GPS покладається на мережу супутників, які обертаються навколо Землі та відправляють сигнали з тимчасовими відмітками, синхронізованими з атомним годинником, щоб визначити місце розташування електронного пристрою. За пошкодження супутника чи спотворення сигналу система не працює", — пише ЗМІ.

Альтернативою є технологія інерційного наведення, спочатку розроблена для військових ракет і підводних човнів. Така система використовує гіроскопи й акселерометри для розрахунку положення навігаційного пристрою у відношенні до фіксованого відомого положення, а для цього вимірює обертання та переміщення по трьох просторових осях. Інерційне наведення може конкурувати з GPS, проте для цього вони повинні відраховувати час не менш точно, ніж атомний годинник. Зараз це можливо лише завдяки потужним вакуумним системам, у більшості випадків із іонними насосами.

Раніше фізики з США змусили супутники Starlink відстежувати місцезнаходження не гірше за GPS. Для цього потрібно перехопити супутникові сигнали, але необов'язково їх розшифровувати.