Ku przełomowi w nawigacji i pozycjonowaniu. Fascynująca technologia ciemnego lodu

8 kwietnia 2019, 15:04
manget
Ilustracja: Lockheed Martin

Od ponad 30 lat koncern Lockheed Martin (LM) jest liderem w zakresie technologii pozycjonowania, nawigacji i synchronizacji czasu (PNT) dla całego świata. Prawdopodobnie jest najbardziej znany z pracy w zakresie wsparcia Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS) dla Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych.

Firma nie poprzestaje na dotychczasowym doświadczeniu – nieustannie obmyśla nowe technologie, które mogą służyć zadaniom PNT.

Jedną z metod, nad którymi pracują inżynierowie LM dla poprawy działania GPS i dalszego rozwoju PNT jest nowo opracowywana technologia, tj. magnetometr kwantowy o nazwie Dark Ice (Ciemny Lód).

Obecni użytkownicy GPS uzyskują pomoc nawigacyjną z odbiornika GPS, który dokonuje triangulacji ich położenia poprzez odbieranie serii sygnałów na częstotliwości radiowej, które są wysyłane z konstelacji satelitów GPS. Opracowywana przez Lockheed Martin technologia Dark Ice wykorzystuje detekcję magnetyczną jako alternatywny sposób określania lokalizacji bez korzystania z sygnałów z satelitów.

Cudowny Magnetometr

Mike DiMario i jego zespół Dark Ice przez ostatnie pięć lat przemierzali niezbadane dotąd przez naukę obszary.

Zespół opracował prototyp o nazwie Dark Ice – magnetometr wykorzystujący syntetyczny diament do pomiaru kierunku i siły ledwie uchwytnych anomalii pola magnetycznego. Następnie te dane nakładane są na znane mapy pola magnetycznego Ziemi, aby powiedzieć użytkownikowi, gdzie dokładnie ten się znajduje.

image
Prototyp innowacyjnego magnetometru Dark Ice. Fot. Lockheed Martin

Szczególne właściwości syntetycznego diamentu na poziomie kwantowym oraz cząsteczki uwięzione w jego materialnej strukturze skutkują zdolnością do wykrywania fal pola magnetycznego z niezwykłą czułością.

Prawdziwą zaletę tej technologii kwantowej stanowi zdolność do utworzenia rzeczywistego wektora pola magnetycznego, czemu towarzyszy bardzo duży zakres dynamiczny oraz przepustowość. A to wszystko jest upakowane w urządzeniu o bardzo małych rozmiarach.

Mike DiMario, zespół Dark Ice

Coś, czego nikt dotąd nie robił

Zapytany, jako to jest opracować taką skomplikowaną, supernowoczesną technologię zanim zrobił to ktoś inny, Mike DiMario powiedział:  „To było jak obieranie cebuli: wraz ze zdjęciem każdej kolejnej warstwy, zespół posuwał się do przodu. Nie mieliśmy pojęcia, co nam z tego wyjdzie – mogliśmy jedynie opierać nasze przypuszczenia na tym, co podpowiada modelowanie systemu, prawa fizyki oraz dobra inżynieria.”

Rozwijając tę myśl, dodał: „Prawdziwy świat nie wybacza. Zawsze mogło się zdarzyć coś, czego nie potrafiliśmy przewidzieć lub o czym nie mogliśmy wiedzieć. Wyzwanie polegało na tym, żeby nad tym wszystkim zapanować i utrzymać motywację zespołu oraz jego chęć dążenia do celu.”

No i zespół dąży do celu. Zespół Dark Ice cały czas ulepsza nawigację magnetyczną wykorzystującą powyższą technologię kwantową. Poza opracowywaniem zdolności nawigacyjnej, zespół wykazał, że Dark Ice może wykorzystać pole magnetyczne Ziemi zarówno do komunikowania się mimo barier blokujących wszystkie tradycyjne sygnały, jak i do śledzenia w czasie rzeczywistym przemieszczających się pojazdów.

To pierwsze takie osiągnięcie tego rodzaju technologii w historii.

Co dalej?

To projekt na takie sytuacje, kiedy okoliczności uniemożliwiają Ci korzystanie z tradycyjnych sygnałów GPS i potrzebujesz czegoś, czego nie można zablokować, co jest pasywne i zawsze dostępne. Pole magnetyczne Ziemi odpowiada temu opisowi, o ile jesteśmy w stanie wystarczająco je wykryć i odpowiednio wykorzystać.

Mike DiMario, zespół Dark Ice

Teraz, gdy zespół dowodzi istnienia takich zdolności Dark Ice, można sobie wyobrazić istotny wpływ tej technologii na przyszłość detekcji magnetycznej.

Zważywszy na jego potężne zdolności do detekcji pola magnetycznego oraz niewielkie rozmiary (długość około 30 cm), magnetometr Dark Ice może znaleźć zastosowanie w wykrywaniu trudnych do odnalezienia jednostek pływających w misjach poszukiwawczo-ratowniczych, w różnych typach statków powietrznych czy na polu walki. Nawigacja, wyszukiwanie oraz komunikacja – wszystko to w jednym niewielkim czujniku.

To kolejny sposób, w jaki firma Lockheed Martin zapewnia dalszy rozwój zdolności w zakresie PNT, by odpowiedzieć na potrzeby przyszłości.

Źródło: Lockheed Martin

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 20
werte
środa, 10 kwietnia 2019, 07:49

Kocham te szpanerskie nazwy rodem z Bonda. Ale zadaję sobie pytanie Zenka spod monopolowego - Na co ja się pacze? Ani tu lodu ani białego ani czarnego. Wygląda to jak ośka od samochodu elektrycznego dla czterolatka. Jakieś dwa kółka bez opon i trochę kabli miedzianych. Może się to się da opchnąć na złomie i będzie na piwo? PS. Wizja likwidacji większości satelitów pozycjonujących musi być namacalna dla USAF skoro LM finansuje nadal te badania.

123
środa, 19 czerwca 2019, 16:44

Przypuszczam, iz sam detektor czyli syntetyczny diament jest spaprany jakims metalem, przez co wyglada jak czarny lod.

Olo
wtorek, 9 kwietnia 2019, 17:22

Wszystko dobrze tylko jak się zachowa przy przebiegunowaniu Ziemi. Mapa pola się zmieni i nie będzie z czym porównywać.

123
środa, 19 czerwca 2019, 16:44

kto ci zabrania aktualizowac mape pola?

werte
środa, 10 kwietnia 2019, 15:49

Bez żartów. Przebiegunowania dzieją się co 10 tysięcy do nawet 50 milionów lat. Średnio zdarzają się co około 250 tysięcy lat, a ostatnie miało miejsce około 780 tysięcy lat temu. A procesy zmian trwają od 1000 do 10 tysięcy lat. Historia nowożytna od narodzenia Chrystusa licząc ma nieco ponad 2 tys lat. Historia USA jako kraju nie ma nawet 300 lat. A ile potrwa nie wiedzą nawet najstarsi Indianie. Optymiści nie dają im kolejnych trzech wieków przy takiej polityce jak obecnie. Zatem zamartwianie się przebiegunowaniem jest delikatnie mówiąc nieco na wyrost.

krzysiek
środa, 10 kwietnia 2019, 15:33

to wtedy zrobisz przez kabelek albo wifi update map magnetycznych

werte
środa, 10 kwietnia 2019, 11:48

Bez żartów. Przebiegunowania dzieją się co 10 tysięcy do nawet 50 milionów lat. Średnio zdarzają się co około 250 tysięcy lat, a ostatnie miało miejsce około 780 tysięcy lat temu. A procesy zmian trwają od 1000 do 10 tysięcy lat. Historia nowożytna od narodzenia Chrystusa licząc ma nieco ponad 2 tys lat. Historia USA jako kraju nie ma nawet 300 lat. A ile potrwa nie wiedzą nawet najstarsi Indianie. Optymiści nie dają im kolejnych trzech wieków przy takiej polityce jak obecnie. Zatem zamartwianie się przebiegunowaniem jest delikatnie mówiąc nieco na wyrost.

trefniś
wtorek, 9 kwietnia 2019, 16:32

Czyli przy rozpowszechnieniu tej technologi "niewidzialne" samoloty znowu staną się widzialne, a "5 generacja" zostanie zdegradowana do 4++, ciężko zakłócić promieniowanie 30 ton żelastwa podpiętego do prądu fruwającego w przestworzach i wmówić że to TIR.

Sceptyk
wtorek, 9 kwietnia 2019, 09:55

Czy jest coś łatwiejszego do zakłócenia?

123
środa, 19 czerwca 2019, 16:45

no tak, wystarczy tylko fale grawitacyjne produkowac :DDD

prawieanonim
wtorek, 9 kwietnia 2019, 12:06

Twierdzisz że pole magnetyczne ziemi można zakłócić najłatwiej? Czego to klakierzy nie wymyślą :-)

Naiwny
wtorek, 9 kwietnia 2019, 01:48

Jeśli to prawda a nie prima aprilis to jesteśmy świadkami powstania doskonałego dedektora mogącego bezbłędnie wykrywać łodzie podwodne i "niewidzialne" statki powietrzne. To może całkowicie zmienić równowagę strategiczną i odstraszanie jądrowe. Choć szczerze mówiąc ta opowieść o niewiarygodnych właściwościach sztucznych diamentów jest wyjątkowo niewiarygodna.

Boczek
czwartek, 11 kwietnia 2019, 20:24

Już jest i nazywa się SQUID. Tajwańska firma produkuje i sprzedaje wersje komercyjne dla zastosowań medycznych.

Dzejson
środa, 10 kwietnia 2019, 08:22

Ale to nie diament jest detektorem. Diament jest tylko odbiornikiem. Tu chodzi a stabilność cząstek, dlatego diament. Detekcja odbywa się na podstawie obserwacji anomalii kwantowych spowodowanych działaniem pola magnetycznego

Nemo
środa, 10 kwietnia 2019, 07:44

Działanie tego nowego magnetometru jest lepiej opisane w artykule „QUANTUM PHYSICISTS FOUND A NEW, SAFER WAY TO NAVIGATE” w WIRED. Nadaje się on chyba bardziej do lokalizacji urządzenia niż do lokalizowania małych anomalii magnetycznych.