„Palydovinės pasaulinės padėties nustatymo sistemos (GPS) dešimtmečius buvo pagrindinis kosminės aviacijos navigacijos metodas. Tačiau didėjant GPS trukdymo ir klastojimo atvejų skaičiui, pramonė reikalauja greito atnaujinimo.
Dabar „Airbus“ Silicio slėnyje įsikūręs inovacijų centras „Acubed“ ir dirbtinio intelekto bei kvantinių duomenų analizės pagrindu sukurta „Google“ įmonė „SandboxAQ“ vykdo misiją pademonstruoti alternatyvų būdą. Jame naudojama maža, skrudintuvo dydžio dėžutė, lazeriai, vienas GPU lustas ir gilios žinios apie Žemės magnetinį lauką.
Technologija, žinoma, kaip kvantinis jutimas, dešimtmečius buvo kuriama daugelio įmonių ir dabar artėja prie komercializavimo aviacijos srityje.
„Acubed“ neseniai atliko didelio masto bandymą su „MagNav“, „SandboxAQ“ kvantinio jutimo įrenginiu, ir daugiau, nei 150 valandų skraidė su juo per žemyninę JAV dalį bendrosios aviacijos orlaiviu, kurį „Acubed“ vadina savo „skrydžių laboratorija“.
„MagNav“ naudoja kvantinę fiziką, kad išmatuotų unikalius magnetinius signalus įvairiuose Žemės plutos taškuose. Dirbtinio intelekto algoritmas susieja šiuos signalus su tikslia vieta. Bandymo metu „Acubed“ nustatė, kad tai gali būti perspektyvi GPS alternatyva, leidžianti nustatyti lėktuvo buvimo vietą viso skrydžio metu.
„Sunkiausia buvo įrodyti, kad technologija gali veikti“, – sakė „SandboxAQ“ generalinis direktorius Jackas Hidary, pridurdamas, kad, prieš pradedant bandymų etapą, reikės atlikti daugiau bandymų ir sertifikavimo. „SandboxAQ“ pirmiausia bus orientuota į gynybos sektoriaus klientus, o vėliau ir į komercinius skrydžius, nes dėl padidėjusio GPS klastojimo skrydžių metu poreikis atsarginei navigacijos sistemai tampa dar neatidėliotinesnis.
„Airbus“ teigė negalinti komentuoti būsimų planų, susijusių su šios technologijos naudojimu. „Džiaugiuosi, kad iki šiol galėjome į tai investuoti“, – sakė Ericas Euteneueris, pagrindinis „Acubed“ sistemų inžinierius. „Manau, kad tai tikrai rodo, jog ši technologija gali būti potenciali pagalba“, – sakė jis.
Vadinamasis GPS trukdymas, kai geolokacijos signalai blokuojami, kad nebūtų rodoma skrydžio vieta, ir klastojimas, kai GPS rodo klaidingą buvimo vietą vis daugėja Artimuosiuose Rytuose, Ukrainos ir Rusijos apylinkėse. Įvairios regionų kariuomenės gali naudoti tokius metodus, kad raketos ir dronai nerastų savo taikinių, tačiau ši praktika gali paveikti civilinius skrydžius.
GPS veikia, transliuodamas tikslius signalus iš palydovų žvaigždyno, skriejančio aplink pasaulį. Tačiau kariuomenės ir piktavaliai taip pat gali siųsti netikrus signalus, transliuojamus iš žemės, kuriuos sunku atskirti.
Kvantinio jutimo įrenginys yra visiškai analoginis, todėl jis iš esmės yra nesutrukdomas ir neklastojamas, sakė „SandboxAQ“ atstovas Hidary. Skirtingai nuo GPS, jis nesiremia jokiais skaitmeniniais signalais, kurie yra pažeidžiami įsilaužimo. Jo teikiama informacija generuojama tik iš įrenginio, esančio borte, ir naudoja magnetinius Žemės signalus, kurių negalima suklastoti, sakė jis.
Kvantinis jutimas, greičiausiai, nepakeis visų tradicinės GPS taikymo sričių, tačiau jis gali būti patikima atsarginė kopija ir padėti pilotams iš tikrųjų žinoti, kada GPS yra klastojamas, sakė Hidary.
„SandboxAQ“ įrenginio viduje, iš esmės mažoje juodoje dėžėje, lazeris paleidžia fotoną į elektroną, priversdamas jį sugerti tą fotoną. Kai lazeris išsijungia, elektronas grįžta į pagrindinę būseną ir išskiria fotoną. Išsiskyręs fotonas skleidžia unikalų parašą, pagrįstą Žemės magnetinio lauko stiprumu toje konkrečioje vietoje.
Kiekvienas kvadratinis pasaulio metras turi unikalų magnetinį parašą, pagrįstą konkrečiu būdu, kuriuo įkrautos geležies dalelės Žemės išsilydžiusiame branduolyje įmagnetina jos plutos mineralus. „SandboxAQ“ įrenginys seka šį parašą, perduoda jį dirbtinio intelekto algoritmui, kuris veikia viename GPU, palygina parašą su esamais magnetinių parašų žemėlapiais ir grąžina tikslią vietą. „Tai pirmoji mūsų žiniomis nauja absoliučios navigacijos sistema per pastaruosius 50 metų“, – sakė Hidary.“ [1]
Kvantiniai jutikliai yra kuriami ir testuojami naudoti ir vandenynų laivuose bei povandeniniuose laivuose.
Tačiau, prieš plačiai juos pritaikant jūrų aplinkoje, dar reikia įveikti iššūkių:
Vibracija ir trukdžiai: Laivų judėjimas ir elektrinių bei magnetinių laukų buvimas gali neigiamai paveikti kvantinių jutiklių veikimą, potencialiai sumažindami tikslumą ir jautrumą.
Aplinkos veiksniai: Jūrų aplinka kelia tokių iššūkių, kaip sūraus vandens korozija, slėgis giliuose gyliuose ir biologinis užterštumas (organizmų kaupimasis), į kuriuos reikia atsižvelgti, projektuojant ir pakuojant šiuos jautrius įrenginius.
Kaina ir mastelio keitimas: Kvantiniai jutikliai šiuo metu yra brangūs ir sudėtingi, todėl jiems valdyti reikalinga specializuota patirtis, teigiama „Prism Sustainability Directory“ svetainėje. Norint juos plačiai naudoti, reikia miniatiūrizuoti ir sumažinti išlaidas.
Pažanga ir taikymas
Nepaisant šių kliūčių, daroma didelė pažanga:
Laivų ir povandeninių laivų navigacijos sistemoms kuriami kvantiniai giroskopai ir akselerometrai, kurie, palyginti su tradicinėmis sistemomis, gali pagerinti tikslumą ir stabilumą, ypač aplinkoje, kurioje GPS yra nepatikimas arba nepasiekiamas, teigia „The Futurum Group“. „International Defense Security & Technology“ duomenimis, kvantiniai gravimetrai yra testuojami jūros dugno kartografavimui ir potencialiam povandeninių laivų aptikimui, nustatant subtilius gravitacijos pokyčius.
„Popular Mechanics“ duomenimis, kvantiniai magnetometrai galėtų pagerinti povandeninių laivų aptikimo ir ryšio galimybes.
Įmonės dirba kurdamos tvirtus ir atsparius kvantinius jutiklius, skirtus atlaikyti atšiaurias jūrų aplinkos sąlygas ir integruotis su esamomis platformomis.
Trumpai tariant, nors išlieka tam tikrų iššūkių, kvantinių jutiklių technologija rodo didžiulį potencialą ir yra aktyviai pritaikoma bei testuojama įvairioms reikmėms sudėtingoje jūrų aplinkoje.
1. Novel Aerospace Navigation Tool Relies on Earth's Magnetic Field. Bousquette, Isabelle. Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 16 July 2025: B4.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą