اولین سامانه مسیریابی کوانتومی جهان رونمایی شد

شرکت Q-CTRL اولین سامانه مسیریابی کوانتومی دارای تأییدیه هوانوردی با نام Ironstone Opal را معرفی کرد که بدون GPS موقعیت دقیق هواپیما را تعیین می‌کند.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این فناوری  با بهره‌گیری از حسگرهای کوانتومی و نقشه‌های مغناطیسی زمین، بدون وابستگی به ماهواره‌ها، مسیر پرواز را حفظ می‌کند و اکنون موفق شده است نخستین تأییدیه ایمنی هوانوردی را در میان سامانه‌های مسیریابی کوانتومی دریافت کند.

وابستگی صنعت هوانوردی به سامانه GPS طی دهه‌های گذشته مزایای فراوانی برای مسیریابی هوایی به همراه داشته است، اما افزایش حملات اخلال‌گر (Jamming) و جعل سیگنال (Spoofing) در سال‌های اخیر، نگرانی‌های جدی درباره امنیت پروازها ایجاد کرده است. در چنین شرایطی، توسعه سامانه‌های مسیریابی مستقل که بتوانند بدون اتکا به ماهواره‌ها موقعیت هواپیما را تعیین کنند، به یکی از اولویت‌های مهم صنعت هوانوردی و صنایع دفاعی تبدیل شده است.

شرکت Q-CTRL اعلام کرده است که سامانه Ironstone Opal نخستین فناوری مسیریابی کوانتومی جهان است که موفق به دریافت استاندارد RTCA DO-160 شده است. این استاندارد یکی از مهم‌ترین الزامات تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده در هواپیماها به حساب می‌آید و نشان می‌دهد سامانه جدید برای استفاده در شرایط واقعی پرواز آماده است.

این شرکت قصد دارد فناوری خود را در نمایشگاه بین‌المللی هوایی فارنبرو در بریتانیا به نمایش بگذارد. به گفته Q-CTRL، این شرکت تنها مجموعه تخصصی فعال در حوزه فناوری‌های کوانتومی خواهد بود که راهکارهای مسیریابی کوانتومی را در این رویداد به نمایش می‌گذارد. Ironstone Opal به‌ عنوان یک سامانه پشتیبان GPS طراحی شده است. در شرایطی که سیگنال‌های ماهواره‌ای به دلیل اختلالات طبیعی، حملات جنگ الکترونیک یا مشکلات فنی در دسترس نباشند، این سامانه می‌تواند موقعیت دقیق هواپیما را بدون دریافت هیچ سیگنال خارجی محاسبه کند.

برخلاف سامانه‌های سنتی که برای تعیین موقعیت به ارتباط دائمی با ماهواره‌ها وابسته هستند، فناوری جدید از حسگرهای کوانتومی بسیار حساس برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی زمین استفاده می‌کند. سپس این داده‌ها با نقشه‌های مغناطیسی از پیش تهیه‌شده تطبیق داده می‌شوند تا موقعیت دقیق هواپیما مشخص شود.این روش باعث می‌شود سامانه حتی در مناطقی که GPS کاملا از کار افتاده یا مورد حمله قرار گرفته است، همچنان اطلاعات مسیریابی قابل اعتماد در اختیار خلبان یا سامانه هدایت خودکار قرار دهد.

یکی از چالش‌های بزرگ سامانه‌های مسیریابی اینرسی، افزایش تدریجی خطا در طول زمان است. اگرچه این سامانه‌ها بدون GPS نیز می‌توانند موقعیت را محاسبه کنند، اما با ادامه پرواز، میزان خطای آنها افزایش می‌یابد و برای اصلاح موقعیت به اطلاعات ماهواره‌ای نیاز پیدا می‌کنند. شرکت Q-CTRL اعلام کرده که Ironstone Opal این مشکل را با استفاده از فناوری کوانتومی برطرف کرده است. این سامانه موقعیت‌یابی بدون رانش یا Drift-Free Positioning را ارائه می‌دهد و از افزایش تدریجی خطای مسیریابی جلوگیری می‌کند.

در نتیجه، هواپیما می‌تواند برای مدت طولانی‌تری بدون وابستگی به GPS مسیر خود را با دقت بالا حفظ کند؛ موضوعی که برای مأموریت‌های طولانی، پروازهای نظامی و عملیات امدادی اهمیت فراوانی دارد. به گفته شرکت سازنده، Ironstone Opal پیش از ورود به مرحله تجاری، مجموعه گسترده‌ای از آزمایش‌های میدانی را پشت سر گذاشته است. این آزمایش‌ها تنها به هواپیماهای سرنشین‌دار محدود نبوده است و بالگردها، پهپادها، سامانه‌های زمینی و شناورهای دریایی نیز در برنامه ارزیابی این فناوری قرار داشته‌اند.

نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که سامانه توانسته است استاندارد Required Navigation Performance (RNP 0.3) صنعت هوانوردی را حفظ کند. این استاندارد به معنای آن است که سامانه در ۹۵ درصد زمان پرواز، موقعیت هواپیما را با دقتی بهتر از ۰٫۳ مایل دریایی تعیین کرده است. چنین سطحی از دقت برای بسیاری از مراحل حساس پروازهای تجاری، از جمله نزدیک شدن به فرودگاه، اجرای مسیرهای دقیق پروازی و فرود ایمن، کاملا مناسب ارزیابی می‌شود. شرکت Q-CTRL اعلام کرده که این فناوری تنها برای هواپیماهای بزرگ طراحی نشده و نسخه‌های مختلفی از آن برای کاربردهای گوناگون توسعه یافته است.

نسخه ویژه هواپیماهای سرنشین‌دار قابلیت نصب در داخل بدنه را دارد، در حالی که نسخه سبک‌وزن مخصوص پهپادها، کمتر از یک کیلوگرم وزن دارد و می‌تواند روی پهپادهای شناسایی، تجاری و امدادی نصب شود. همچنین امکان نصب حسگرها روی بال پهپادهای بزرگ یا داخل بدنه آنها نیز وجود دارد که انعطاف‌پذیری بالایی برای تولیدکنندگان تجهیزات پروازی ایجاد می‌کند.

در سال‌های اخیر گزارش‌های متعددی از اختلال GPS در مسیرهای هوایی مختلف جهان منتشر شده است. این اختلال‌ها علاوه بر ایجاد مشکلات عملیاتی برای خطوط هوایی، تهدیدی جدی برای ایمنی پروازها و سامانه‌های خودران به حساب می‌آیند. مایکل جی. بیرکوک، مدیرعامل و بنیان‌گذار Q-CTRL اعلام کرده است که برآوردها نشان می‌دهد اختلال گسترده در سامانه GPS می‌تواند روزانه حدود یک میلیارد پوند به اقتصاد بریتانیا خسارت وارد کند. به گفته او، عرضه سامانه‌ای که بتواند بدون وابستگی به ماهواره‌ها مسیریابی را ادامه دهد، در شرایط کنونی اهمیت راهبردی دارد. وی تأکید کرد که فناوری مسیریابی کوانتومی طی مدت کوتاهی از مرحله تحقیقات آزمایشگاهی به محصولی آماده استفاده در صنعت هوانوردی تبدیل شده است و اکنون می‌تواند وارد ناوگان تجاری و سامانه‌های بدون سرنشین شود.

شرکت Q-CTRL اعلام کرده است که هم‌اکنون چندین شرکت سازنده هواپیما، پیمانکار صنایع دفاعی و سازمان‌های دولتی در حال ارزیابی فناوری Ironstone Opal هستند. هدف این همکاری‌ها، بررسی امکان استفاده گسترده از سامانه مسیریابی کوانتومی در هواپیماهای تجاری، پهپادهای پیشرفته، هواگردهای نظامی و سامانه‌های خودران است.

کارشناسان معتقد هستند با افزایش تهدیدهای مرتبط با جنگ الکترونیک و حملات سایبری، نیاز به سامانه‌های مسیریابی مستقل در سال‌های آینده بیش از گذشته افزایش خواهد یافت. در چنین شرایطی، فناوری‌هایی مانند Ironstone Opal می‌توانند به یکی از اجزای اصلی سامانه‌های مسیریابی نسل آینده تبدیل شوند و وابستگی صنعت هوانوردی به GPS را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.