قطبنمای کوانتومی به پرواز درآمد / پهپادی که بدون GPS مسیر خود را پیدا میکند
وقتی GPS همیشه قابل اعتماد نیست، یک پهپاد نظامی روش متفاوتی برای پیدا کردن مسیر خود را آزمایش کرده است. شرکت نورثروپ گرومن، سیستم ناوبری کوانتومی جدیدی را روی پهپاد Lumberjack آزمایش کرده که با اندازهگیری تغییرات بسیار ظریف میدان مغناطیسی زمین میتواند موقعیت و مسیر پرواز را بدون تکیه بر سیگنالهای ماهوارهای محاسبه کند.
به گزارش خبرآنلاین، این فناوری را شرکت SandboxAQ توسعه داده است و بر پایه سامانهای به نام AQNav کار میکند. اهمیت آن از جایی آغاز میشود که پهپادهای نظامی در محیطهای جنگی ممکن است با اختلال عمدی یا جعل سیگنالهای GPS و دیگر سامانههای GNSS روبهرو شوند. در چنین شرایطی، از دست رفتن ناوبری ماهوارهای میتواند توانایی یک پهپاد برای ادامه مأموریت را بهشدت محدود کند.
میدان مغناطیسی زمین به نقشه تبدیل میشود
AQNav برای پیدا کردن موقعیت، به جای دریافت سیگنال از ماهوارهها، میدان مغناطیسی طبیعی زمین را اندازهگیری میکند. میدان مغناطیسی زمین در نقاط مختلف یکسان نیست و ویژگیهایی مانند شدت میدان، جهت آن نسبت به شمال مغناطیسی و زاویه میل مغناطیسی تغییر میکنند.
این تفاوتها مانند یک اثر انگشت جغرافیایی عمل میکنند. سامانه AQNav تغییرات اندازهگیریشده را با یک پایگاه داده گسترده از نقشه میدان مغناطیسی مقایسه میکند و با کمک یک مدل مبتنی بر هوش مصنوعی، محل احتمالی پهپاد را در زمان واقعی مشخص میکند.
قلب سختافزاری این سامانه یک مغناطیسسنج نوری Optically Pumped Magnetometer ( OPM ) است. این حسگر از یک محفظه کوچک حاوی اتمهای قلیایی مانند روبیدیم، سزیم یا پتاسیم استفاده میکند. تابش لیزر باعث میشود اتمها در وضعیت مشخصی قرار بگیرند و میدان مغناطیسی زمین موجب تغییر این وضعیت شود. اندازهگیری همین تغییرات امکان تعیین شدت و جهت میدان مغناطیسی را با حساسیت بالا فراهم میکند. سامانه مغناطیسی در دمای اتاق کار میکند و به سامانههای خنککننده پیچیده نیاز ندارد.
چرا این فناوری برای پهپادهای نظامی مهم است؟
یکی از مزیتهای مهم AQNav این است که برای کار کردن به سیگنال خارجی نیاز ندارد. بنابراین برخلاف GPS، سیگنال آن را نمیتوان به شکل معمول با ایجاد اختلال رادیویی یا ارسال سیگنال جعلی مختل کرد. نورتروپ گرومن اعلام کرده است که آزمایشهای پروازی نشان دادهاند این سامانه میتواند در کنار یک سامانه ناوبری بصری فعالیت کند.
پهپاد Lumberjack حدود ۳۶ کیلوگرم وزن خالی دارد و حداکثر وزن برخاست آن حدود ۱۳۱ کیلوگرم است.قیمت پهپاد Lumberjack حدود ۷۵ تا ۱۰۰ هزار دلار برآورد شده است.
البته این فناوری به معنای کنار گذاشتن GPS نیست. آنچه اکنون آزمایش شده، یک روش مکمل برای ناوبری در شرایطی است که دسترسی به سامانههای ماهوارهای مختل شده یا وجود ندارد. ترکیب چنین حسگرهایی با سامانههای بصری و دیگر روشهای ناوبری میتواند مسیر تازهای برای ادامه پرواز پهپادها در محیطهای فاقد GPS ایجاد کند.
منبع: newatlas
۵۸۵۸
