پرواز موفقیت‌آمیز ۴ ساعته بر فراز اقیانوس آرام بدون GPS

ارتش آمریکا در یک آزمایش پروازی موفق، ناوبری یک هواپیما بر فراز اقیانوس آرام را بدون استفاده از GPS و با کمک حسگرهای کوانتومی انجام داد.

به گزارش سرویس هوافضای تک‌ناک، این فناوری توانست دقت تعیین موقعیت را در مقایسه با روش‌های پشتیبان متداول ۸۹ درصد افزایش دهد. این آزمایش در قالب برنامه MagNav متعلق به واحد نوآوری دفاعی آمریکا، DIU، انجام شد. این برنامه با هدف توسعه جایگزین‌های مقاوم برای سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای در حوزه هوانوردی و امنیت ملی اجرا می‌شود. فناوری‌های مورد بررسی در این برنامه باید در شرایطی که سیگنال GPS قطع، مختل یا عمدا با پارازیت مواجه شده است، همچنان موقعیت هواپیما را با دقت مشخص کنند.

در این آزمایش، یک هواپیمای امبرائر 170 به مدت ۴ ساعت و ۲۳ دقیقه بدون GPS بر فراز اقیانوس آرام پرواز کرد. این هواپیما مسیر خود را از منطقه پوگت ساوند در سیاتل به جنوب آلاسکا طی کرد و سپس به نقطه آغاز بازگشت. هواپیما در تمام این مدت بدون GPS عملیات ناوبری را انجام داد.

همچنین سیستم MagNav اطلاعات ناوبری را به‌ صورت زنده از طریق تبلت‌های معمولی در اختیار خلبانان قرار داد. نتایج آزمایش نشان داد که این فناوری در مقایسه با روش‌های سنتی ناوبری پشتیبان، دقت تعیین موقعیت را ۸۹ درصد بهبود داده است.

بیشتر بخوانید: ناسا سامانه ناوبری فضایی بدون GPS را آزمایش کرد

استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای ناوبری

نمایی مفهومی از میدان مغناطیسی زمین که در فناوری ناوبری مغناطیسی برای تعیین موقعیت استفاده می‌شود

MagNav که مخفف «ناوبری مغناطیسی» است، از حسگرهای کوانتومی برای تشخیص تغییرات بسیار جزئی در میدان مغناطیسی طبیعی زمین استفاده می‌کند. این اندازه‌گیری‌ها امکان ایجاد یک نقشه مغناطیسی را فراهم می‌کنند و هواپیما با مقایسه داده‌های ثبت‌شده با این نقشه می‌تواند موقعیت خود را بدون دریافت سیگنال ماهواره‌ای تعیین کند.

این فناوری می‌تواند در محیط‌هایی اهمیت زیادی داشته باشد که دسترسی به GPS امکان‌پذیر نیست یا دشمن عمدا سیگنال‌های آن را مختل می‌کند. برخلاف سیگنال‌های ماهواره‌ای، میدان مغناطیسی زمین را نمی‌توان به‌ سادگی خاموش یا مسدود کرد.

کایل نورمن، معاون مدیر بخش Kill Web در DIU، این آزمایش را موفقیتی مهم برای برنامه‌های وزارت دفاع آمریکا در حوزه حسگرهای کوانتومی دانست. او گفت که قابلیت‌های MagNav دیگر یک هدف تحقیقاتی دور از دسترس نیستند و این پروژه طی چند ماه از مرحله شناسایی مسئله به درخواست پیشنهاد و ساخت نمونه اولیه رسیده است.

همچنین MagNav می‌تواند برخی ضعف‌های سیستم‌های ناوبری پشتیبان موجود را جبران کند. استفاده از جاده‌ها، رودخانه‌ها، شهرها و داده‌های راداری برای تعیین موقعیت در مناطق دورافتاده یا بر فراز اقیانوس دشوار است. حسگرهای داخلی سنتی هواپیما نیز ممکن است با گذشت زمان خطاهای بیشتری ایجاد کنند.

این سیستم با مقایسه مداوم الگوهای مغناطیسی با نقشه پوسته زمین، یک منبع مستقل برای تعیین موقعیت فراهم می‌کند و می‌تواند حتی بر فراز مناطقی بدون نشانه‌های جغرافیایی مشخص، مانند اقیانوس‌ها، مورد استفاده قرار گیرد.

آزمایش بعدی پرواز بدون GPS با هواپیمای C-17

پرواز هواپیما بر فراز اقیانوس با استفاده از فناوری ناوبری مغناطیسی و حسگرهای کوانتومی بدون GPS

برنامه MagNav در سال ۲۰۲۴ و در قالب ابتکار Transition of Quantum Sensing آغاز شد. DIU برای اجرای این پروژه ۷۲ درخواست دریافت کرد و در نهایت Honeywell Aerospace را برای توسعه نمونه اولیه انتخاب کرد.

آزمایش اخیر، یکی از گام‌های مهم برای انتقال این فناوری از محیط آزمایشگاهی به استفاده عملیاتی محسوب می‌شود. انتقال مستقیم داده‌های ناوبری به تبلت‌های تجاری نیز نشان می‌دهد که استفاده از این فناوری در هواپیماهای موجود ممکن است به تغییرات فنی گسترده نیاز نداشته باشد.

DIU و Honeywell قصد دارند آزمایش بعدی MagNav را تا پایان سال جاری روی هواپیمای ترابری نظامی C-17 Globemaster III نیروی هوایی آمریکا انجام دهند. این هواپیمای بزرگ‌تر امکان بررسی عملکرد فناوری را در محیطی نزدیک‌تر به شرایط واقعی عملیات نظامی فراهم خواهد کرد.

در صورت موفقیت آزمایش‌های بعدی، MagNav می‌تواند به یک لایه پشتیبان برای افزایش مقاومت سیستم ناوبری هواپیماهای نظامی در محیط‌های مورد مناقشه تبدیل شود. همچنین این فناوری در آینده می‌تواند به‌ عنوان یک سیستم پشتیبان در هوانوردی غیرنظامی مورد استفاده قرار گیرد، به‌ویژه با توجه به اینکه نگرانی‌ها درباره اختلال GPS و آسیب‌پذیری سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای افزایش یافته است.

بیشتر بخوانید: چین به فناوری ناوبری بدون GPS نزدیک شد