Без GPS и маяков: британский флот экспериментирует с квантовой навигацией
В прошлом десятилетии навигационные спутники сыграли важную роль в развитии транспорта и вооружения. Без них были бы невозможны такие сервисы, как «Яндекс.Такси» или Uber. Спутниковую навигацию используют высокоточные системы наведения ракет и бомб, военные корабли и гражданские авиалайнеры.
Спутниковая навигация уязвима
В последние годы все чаще можно слышать о применении глушения сигналов спутников или замены их ложными сигналами. Устройства-глушилки стали настолько доступными, что их могут использовать буквально каждый.
Уязвимость к глушению – не единственный недостаток систем спутниковой навигации и другие недостатки, то GPS, отечественная ГЛОНАСС, Галилео или Байду. О многих из них известно уже давно:
- Они начинают сбоить во время периодов повышенной солнечной активности.
- Сами спутники могут подвергнуться атаке и уничтожению.
Альтернатива: инерциальные системы навигации
Существует несколько способов обходиться без спутниковой навигации или, как минимум, не зависеть от нее на все 100%. Например, GPS часто дополняют инерциальной навигацией. Если знать свою скорость и ускорение, то можно рассчитать свое местоположение в любой момент времени, отсчитывая от координат той точки, в которой вы находились на старте.
Однако из-за погрешности измерения в инерциальной системе навигации постепенно накапливается ошибка. Периодически приходится как-то уточнять свое местоположение по внешним источникам: с помощью той же GPS, навигации по звездам или радиомаякам.
Квантовая навигация: первые опыты
Возможно, теперь последнюю проблему удастся устранить в ближайшем будущем. В 2018 году инженеры Имперского колледжа в Лондоне разработали корабельное квантовое устройство инерциальной навигации.
Квантовый датчик использует лазер для измерения волнообразных свойств ультрахолодных атомов в камере, объясняет издание IFL Science. Когда корабль движется, камера перемещается, и атомы внутри вынуждены двигаться вместе с ней. Лазерные импульсы отслеживают их движение по частотному сдвигу, позволяя получить точную запись ускорений корабля.
В 2023 году квантовый датчик испытали на борту исследовательского судна XV Patrick Blackett, входящего в состав Королевского военно-морского флота Великобритании. Уже в этом году он прошел следующий этап испытания на борту военного ролкера Hurst Point. Испытания займут еще некоторое время, после чего может начаться практическое применение.