Секретный американский космический самолет X-37B готовится к своему восьмому запуску, который запланирован на 21 августа 2025 года. Основной целью этой миссии станет испытание инновационной квантовой навигационной системы — потенциальной альтернативы традиционному GPS.
Об этом сообщает ProIT
Преимущества квантовой навигации над GPS
Сегодня GPS широко используется в смартфонах, транспорте и логистике, но эта технология имеет ряд ограничений. За пределами земной орбиты, в космосе, сигналы GPS становятся слабыми или полностью исчезают. Аналогичные проблемы возникают и под водой, где подводные лодки лишены доступа к GPS. Даже на поверхности Земли сигналы GPS могут быть искажены, заглушены или заблокированы.
Обычно для обеспечения автономной навигации используются инерционные навигационные системы (ИНС), основанные на гироскопах и акселерометрах. Однако со временем в таких системах накапливаются ошибки, которые приводят к потере точности, и для коррекции курса все равно требуется внешний сигнал, например, GPS.
Квантовая инерционная навигация на борту X-37B
На борту X-37B будет установлен квантовый инерционный датчик, который использует атомную интерферометрию. В этом процессе атомы охлаждаются до температур, близких к абсолютному нулю, где они ведут себя как волны. С помощью лазеров каждый атом переводится в состояние суперпозиции, что позволяет ему двигаться одновременно по двум траекториям. После рекомбинации этих траекторий образуется интерференционный узор, в котором закодирована информация о изменениях движения и влиянии окружающей среды на атом.
«Квантовый инерционный датчик на борту X-37B использует метод атомной интерферометрии, при котором атомы охлаждаются до температуры, близкой к абсолютному нулю, так что они ведут себя подобно волнам. С помощью точно настроенных лазеров каждый атом делится на так называемое суперпозиционное состояние, подобное коту Шредингера, так что он одновременно движется по двум траекториям, которые затем рекомбинируются».
В отличие от классических инерционных систем, квантовые датчики имеют значительно более высокую чувствительность, не подвержены дрейфу и обеспечивают длительную высокоточную навигацию без необходимости во внешних источниках сигнала. Это открывает новые возможности для автономного ориентирования в удаленных и сложных условиях, включая далекий космос.
Испытания на борту X‑37B станут первым применением квантовой инерционной навигационной системы в космическом пространстве. Предыдущие миссии, такие как Лаборатория холодных атомов NASA и MAIUS-1 Немецкого космического агентства, демонстрировали фундаментальные принципы атомной интерферометрии в космосе, но не на уровне полноценного навигационного модуля для длительных миссий.
Реализация квантовой навигации является стратегическим шагом для Космических сил США, обеспечивая высокую устойчивость в случаях, когда GPS может быть недоступен. Для будущих миссий на Луну, Марс и в далекий космос такая система может стать основным инструментом для автономной навигации, повышая безопасность и эффективность исследований за пределами Земли.