Syarikat Australia Q-CTRL telah mencapai kejayaan dalam navigasi bebas GPS dengan berjaya menguji quantum gravimeter di atas kapal Royal Australian Navy selama 354 jam tanpa akses satelit. Ini menandakan demonstrasi praktikal pertama penginderaan graviti kuantum untuk navigasi pada kenderaan bergerak, membuka perbincangan mengenai masa depan teknologi penentududukan dalam persekitaran peperangan elektronik yang semakin diperebutkan.
Quantum gravimeter berfungsi dengan mengukur variasi kecil dalam medan graviti Bumi di lokasi yang berbeza, kemudian membandingkan bacaan ini dengan peta graviti sedia ada untuk menentukan kedudukan. Tidak seperti GPS yang bergantung pada isyarat satelit yang boleh diganggu atau dipalsukan, pengukuran graviti menyediakan rujukan semula jadi yang tidak boleh dimanipulasi dengan mudah.
Data Prestasi Ujian:
- Tempoh: 354 jam navigasi tanpa GPS
- Platform: Kapal Royal Australian Navy MV Sycamore
- Tempoh Ujian: Akhir 2023
- Peralatan: Prototaip gravimeter kuantum bersaiz rak
- Status Operasi: Demonstrasi praktikal pertama pada kenderaan bergerak
 |
|---|
| Sebuah pintu terbuka di atas kapal tentera laut mendedahkan peralatan khusus, menonjolkan ujian teknologi navigasi bebas- GPS |
Cabaran Teknikal dan Batasan Muncul
Perbincangan komuniti mendedahkan halangan teknikal yang ketara yang perlu diatasi oleh quantum gravimeter. Teknologi ini memerlukan peralatan yang sangat sensitif untuk mengesan variasi graviti yang kecil, dan prototaip semasa digambarkan sebagai peralatan bersaiz rak yang memerlukan penentukuran yang teliti. Sistem ini berfungsi serupa dengan navigasi mengikut rupa bumi yang digunakan dalam aplikasi ketenteraan, tetapi bukannya memadankan ketinggian rupa bumi, ia memadankan tandatangan graviti.
Keadaan cuaca menimbulkan persoalan menarik untuk kebolehpercayaan teknologi ini. Walaupun hujan lebat atau taufan mungkin menjejaskan pengukuran yang sangat tepat, pakar mencadangkan bahawa variasi graviti semula jadi di seluruh permukaan Bumi adalah cukup besar sehingga cuaca biasa tidak akan memberi kesan ketara kepada ketepatan navigasi. Walau bagaimanapun, sensitiviti sistem ini menimbulkan kemungkinan untuk mengesan aplikasi lain, seperti mengenal pasti jisim besar yang berdekatan.
Spesifikasi Teknikal:
- Jenis Sensor: Interferometri atom kuantum
- Pengukuran: Variasi medan graviti
- Rujukan: Peta graviti satelit yang telah dikompil
- Faktor Bentuk: Peralatan yang dipasang pada rak
- Operasi: Autonomi, tidak memerlukan isyarat luaran
- Aplikasi: Operasi maritim, kapal selam, Artik
Sistem Navigasi Alternatif Di Bawah Penelitian
Ujian quantum gravimeter telah mencetuskan perbualan yang lebih luas mengenai alternatif GPS. Misi X-37B yang akan datang akan menguji sensor inersia kuantum yang serupa di angkasa, menggabungkan penginderaan medan magnet dan graviti untuk navigasi. Sementara itu, alternatif terestrial seperti Broadcast Positioning System (BPS) sedang dibangunkan, walaupun ini menghadapi batasan tersendiri dalam liputan dan rintangan gangguan.
Navigasi suria tradisional kekal sebagai kaedah sandaran yang terbukti yang masih diajar dan dikekalkan oleh banyak angkatan tentera laut. Sistem penjejakan bintang berkomputer moden boleh memberikan ketepatan setaraf GPS apabila langit cerah, walaupun liputan awan kekal sebagai cabaran berterusan untuk kaedah navigasi optik.
Perbandingan Teknologi Navigasi:
| Sistem | Sumber Isyarat | Rintangan Gangguan | Liputan | Ketepatan |
|---|---|---|---|---|
| GPS | Satelit RF | Rendah | Global | Tinggi |
| Quantum Gravimeter | Graviti Bumi | Sangat Tinggi | Memerlukan peta | Sederhana |
| BPS | Terrestrial RF | Sederhana | Serantau | Tinggi |
| Celestial Navigation | Kedudukan bintang | Sangat Tinggi | Global | Sederhana |
Implikasi Strategik untuk Kegunaan Ketenteraan dan Maritim
Kelebihan utama teknologi ini terletak pada kekebalannya terhadap taktik peperangan elektronik. Seperti yang dinyatakan oleh seorang pakar dalam perbincangan, apa-apa yang bergantung pada isyarat frekuensi radio luaran kekal terdedah kepada penafian atau pemalsuan dalam persekitaran yang diperebutkan. Konflik berterusan di Ukraine telah menyerlahkan kerentanan ini, menjadikan sistem navigasi autonomi semakin berharga untuk aplikasi ketenteraan.
Anda tidak boleh memalsukan graviti tanpa benar-benar menggerakkan gunung.
Walau bagaimanapun, quantum gravimeter menghadapi batasan praktikal yang menghalangnya daripada menggantikan sepenuhnya GPS untuk kebanyakan aplikasi awam. Sistem ini memerlukan peta graviti terperinci dan kuasa pemprosesan yang canggih, menjadikannya paling sesuai untuk aplikasi khusus seperti navigasi kapal selam atau operasi di kawasan Arctic di mana infrastruktur GPS mungkin tidak boleh dipercayai.
Ujian 354 jam yang berjaya mewakili langkah penting ke arah sistem navigasi kuantum yang praktikal, walaupun penggunaan meluas berkemungkinan bergantung pada usaha pengecilan dan pengurangan kos. Buat masa ini, teknologi ini nampaknya ditakdirkan untuk aplikasi khusus di mana penafian GPS adalah kebimbangan serius, bukannya kegunaan pengguna am.
Rujukan: A Quantum Gravimeter for GPS Backup