Кванттық навигацияны сынау

Northrop Grumman компаниясы Lumberjack ұшқышсыз ұшу аппаратында жаңа кванттық навигациялық жүйенің сәтті ұшу сынақтарын өткізді. Бұл жүйе аппараттың бағыты мен орнын спутниктік навигациясыз, Жердің магнит өрісін жоғары дәлдікпен өлшеу арқылы анықтауға мүмкіндік береді.

Ұшқышсыз ұшу аппараттарының ерекшеліктері

Ұшқышсыз аппараттарды пайдалану тек стандартты ұшу жүйелерін ықшам корпусқа бейімдеуді немесе пилот кабинасынсыз жобалауды ғана емес, сонымен қатар заманауи датчиктерді, автономды бағдарламалық қамтамасыз етуді, борттық компьютерлер мен деректерді беру арналарының интеграциясын талап етеді.

Әскери дрондар үшін навигацияның маңызы

Әскери ұшқышсыз аппараттар үшін сенімді навигация аса маңызды, себебі жауынгерлік және барлау аппараттары мақсатқа жоғары дәлдікпен жетуі тиіс. GPS және ГЛОНАСС сияқты спутниктік навигациялық жүйелер қарсылас тарапынан сигналды өшіру немесе жалған сигнал беру қаупіне ұшырайды, сондай-ақ күрделі жағдайларда — мысалы, каньондарда, халық тығыз орналасқан қалаларда немесе полярлық аймақтарда — сигнал жоғалуы мүмкін.

Навигацияның балама әдістері

GPS қолжетімсіз немесе істен шыққан жағдайда бағдар алудың бірнеше тәсілі бар. Northrop Grumman және SandboxAQ компаниялары бірлесіп жасаған жүйе теңізшілердің батиметриялық карталар мен эхолот деректері арқылы өз орнын анықтау әдістеріне ұқсас тәсілді қолданады.

Кванттық навигациялық жүйенің жұмыс принципі

Жүйе Жердің магнит өрісіндегі ең кіші өзгерістерді — күшін, магниттік солтүстіктен ауытқуын және еңісін — өлшеп, оларды жасанды интеллект көмегімен кең деректер базасымен салыстырады. Бұл аппараттың нақты орнын нақты уақыт режимінде анықтауға мүмкіндік береді.

Lumberjack-қа орнатылған SandboxAQ компаниясының AQNav жүйесінің негізгі элементі — оптикалық айдалатын магнитометр (OPM). Оның негізінде — шыны ұяшықта сілтілі металдардың (мысалы, рубидий, цезий немесе калий) буы болады, олар белгілі бір жиіліктегі поляризацияланған лазермен жарықтандырылады. Лазер атомдарды белгілі бір бағытта реттейді, ал сыртқы магнит өрісі олардың тербелісін тудырады. Осы тербелістерді өлшеп, есептеулер жүргізу арқылы жүйе өрістің күшін және бағытын жоғары дәлдікпен (10⁻¹⁵ теслаға дейін) анықтайды.

Жүйе бөлме температурасында жұмыс істейді және күрделі салқындатуды немесе сұйық гелийді қажет етпейді, бұл оны 36 кг салмағы және шамамен 131 кг максималды ұшу салмағы бар Lumberjack ұшқышсыз аппаратына орнатуды жеңілдетеді.

Артықшылықтары және интеграциясы

Навигациялық жүйе сыртқы сигналдарға тәуелді емес және оны өшіру немесе жалған сигнал беру мүмкін емес, себебі ол тек пассивті, табиғи магнит өрістерін пайдаланады. Сынақтар кванттық навигатордың визуалды навигациялық жүйемен бірге жұмыс істей алатынын көрсетті, ал модульдік құрылым интеграциядан кейін бір айға жетпей сынақ жүргізуге мүмкіндік берді.

Экономикалық тиімділік

Lumberjack ұшу аппаратының құны бір данасына 75 000-нан 100 000 долларға дейін. Бағдарламалық-орталықтандырылған кванттық навигацияны енгізу бұл салыстырмалы түрде арзан дрондардың сенімділігін айтарлықтай арттырады, ал шығындар айтарлықтай өспейді.

Миссия мүмкіндіктерін кеңейту

Кванттық сенсорларды Lumberjack сияқты автономды платформаға қосу GPS-навигациясы жоқ жағдайда да тапсырмаларды орындау мүмкіндігін кеңейтеді.