Koniec GPS-a jest bliski. Zastąpi go ta technologia

Nawigacja to nieodzowna część naszego życia. Używamy jej do podróżowania, transportu, komunikacji i wielu innych celów. Większość systemów nawigacyjnych opiera się na globalnym systemie nawigacyjnym satelitarnym, takim jak GPS, który wysyła i odbiera sygnały z satelitów okrążających Ziemię. Jednak sygnały te mogą być niedostępne z powodu przeszkód takich jak wysokie budynki, lub mogą być zakłócane, imitowane lub zablokowane - uniemożliwiając dokładną nawigację.

Naukowcy i inżynierowie pracują nad nowym sposobem nawigacji, który nie polega na zewnętrznych sygnałach. Jest to tzw. nawigacja kwantowa, która wykorzystuje precyzję i dokładność możliwą dzięki pomiarowi właściwości atomów w bardzo niskich temperaturach. W takich warunkach atomy zachowują zarówno cechy materii, jak i fal.

Przeczytaj także:
- Takie smartfony zabiera się na wojnę. Samsung ma coś specjalnego dla wojska
- Francuzi ostrzegają: Rosjanie psują GPS w samolotach. I to przypadkiem
- Amerykańska marynarka wojenna wraca do „kamienia łupanego”, nie ufa już GPS-owi

Historia dzieje się właśnie na pokładzie XV Patrick Blackett, eksperymentalnego okrętu Royal Navy, który został nazwany na cześć brytyjskiego fizyka i laureata Nagrody Nobla. Wewnątrz kontenera transportowego znajduje się pierwszy w Wielkiej Brytanii system nawigacji kwantowej, który został przetestowany na wodzie.

Nawigacja kwantowa opiera się na urządzeniach zwanych akcelerometrami kwantowymi, które mierzą, jak zmienia się prędkość obiektu w czasie. Znając tę zmianę i punkt startowy obiektu, można obliczyć jego nowe położenie. Zasada jest podobna do tej używanej przez GPS, ale zamiast odbierać sygnały z satelitów, akcelerometr kwantowy wykorzystuje właściwości superchłodnych atomów.

Urządzenie używa laserów do spowalniania i chłodzenia chmur atomów. W tym stanie atomy zachowują się jak fale światła, tworząc wzory interferencyjne podczas ruchu. Porównując te wzory z wzorami odniesienia, akcelerometr kwantowy może wykryć nawet najmniejsze różnice prędkości i obliczyć przyspieszenie, a przez to położenie okrętu.

Akcelerometry istnieją już od pewnego czasu i są obecne w urządzeniach takich jak telefony komórkowe i laptopy. Jednak nie mogą one utrzymać swojej dokładności przez dłuższy czas bez zewnętrznego odniesienia. Akcelerometry kwantowe mają wiele zalet nad klasycznymi, które mierzą przyspieszenie poprzez pomiar siły działającej na masę sprężynującą.

Akcelerometry kwantowe są dokładniejsze, niezawodne i odporne na zakłócenia zewnętrzne. Nie potrzebują też żadnego połączenia z satelitami lub innymi źródłami informacji, co czyni je idealnymi do nawigacji bez zewnętrznej pomocy.

Schłodzone atomy są tak czułe na zmiany ruchu, że urządzenie może wykrywać nawet najmniejsze przyspieszenia. Dzięki temu akcelerometr kwantowy może działać przez długi czas z dużą dokładnością i niezawodnością. Nie potrzebuje też żadnego połączenia z zewnętrznymi źródłami informacji, co oznacza, że nie można go zakłócić ani zhakować.

GPS jest niezwykle przydatny i popularny w życiu codziennym, ale służy przede wszystkim wojsku do określania położenia własnych wojsk, oddziałów przeciwnika, lub celu do zniszczenia. Jednak ma też swoje słabości. Sygnały GPS są łatwe do zagłuszenia lub podszywania się pod nie przez potencjalnych przeciwników. Takie ataki mogą mieć poważne konsekwencje dla bezpieczeństwa i gospodarki.

W ubiegłym roku admirał Sir Tony Radakin, szef Sił Zbrojnych Wielkiej Brytanii, ostrzegał w wywiadzie dla The Telegraph przed możliwością wojny kosmicznej ze strony Rosji. Dodał, że atakowanie GPS jest atrakcyjne dla przeciwnika, ponieważ nie wiąże się z bezpośrednimi ofiarami ani atakiem na terytorium innego kraju, a więc jest mniej prawdopodobne, że wywoła bezpośrednią odpowiedź militarną Zachodu.

Jednak satelity są niezbędne we wszystkich aspektach ludzkiego życia, od usług cywilnych takich jak nawigacja w samochodach i telefonach po okręty wojenne. Eksperci ostrzegają, że tylko jeden dzień bez dostępu do satelitów kosztowałby samą tylko Wielką Brytanię 1 miliard funtów.

Dlatego naukowcy z Imperial College London postanowili znaleźć alternatywne rozwiązanie. Ich akcelerometr kwantowy może zapewnić samowystarczalny i odporny na zakłócenia system nawigacji dla statków i innych pojazdów. To przełomowe osiągnięcie w dziedzinie fizyki kwantowej i inżynierii.

Akcelerometr kwantowy jest nadal w fazie rozwoju i testowania. Naukowcy muszą udoskonalić jego działanie i zmniejszyć jego rozmiar oraz koszt.

Możemy więc spodziewać się, że akcelerometr kwantowy będzie miał coraz większe znaczenie dla nawigacji w przyszłości. Może to być klucz do zapewnienia bezpieczeństwa i niezależności państw Zachodu na morzu i poza nim.