سامانه ژاپنی که مسیر را از راه پرتوهای کیهانی پیدا می کند
ابزار اپل: دانشمندان سیستم ناوبری جدیدی را آزمایش کرده اند که بجای ماهواره از پرتوهای کیهانی استفاده می نماید و می تواند با پوشش دادن نقاط ضعف GPS، روزی جایگزین آن شود.
غزال زیاری- اینروزها و در دنیای مدرن، GPS به بخش جدایی ناپذیری از زندگی و ناوبری مدرن تبدیل گشته که چه برای افراد عادی و چه در حوزه های نظامی، ترابری و موارد زیاد دیگری مورد استفاده قرار می گیرد.
اما GPS یک محدودیت مهم دارد که حالا و با پیشرفت علم، این نقطه ضعف بیشتر از هر زمان دیگری به چشم می آید: سیگنال های GPS نمی توانند به خوبی از آب، سنگ و فضاهای عمیق زیرزمینی عبور کنند و این موضوع سبب شده تا در خیلی از مواقع حساس و سرنوشت ساز، جای خالی یک سامانه دقیق تر و کاربردی تر حس شود.
ژاپنی ها دست به کار می شوند
حالا و برای حل این مشکل، دانشمندان ژاپنی دست به کار شدند و مشغول آزمایش یک سامانه ناوبری جایگزین هستند که به جای ماهواره ها از ذرات حاصل از پرتوهای کیهانی استفاده می نماید.
این سامانه Muometric Wireless Navigation System یا به شکل مخفف، MuWNS نام دارد و از ذرات طبیعی موسوم به میون (Muon) برای تعیین موقعیت در محلهای خاص و ویژه ای مثل زیر زمین، داخل ساختمان ها و زیر آب استفاده می نماید که GPS در آنها قادر به فعالیت مؤثر نیست.
پژوهشگران باور دارند که این فناوری در آینده می تواند در عملیات جست وجو و نجات برای هدایت روبات ها، در وسایل نقلیه خودران در فضاهای زیرزمینی و در نهایت ناوبری در مناطقی که سیگنال ماهواره ای در دسترس نیست، مورد استفاده قرار بگیرد.
پرتوهای کیهانی چطور موقعیت یابی می کنند؟
پرتوهای کیهانی به صورت مداوم ذراتی به نام میون تولید می کنند که در سراسر زمین فرود می آیند. میون ها، بر خلاف امواج رادیویی GPS، می توانند از مواد متراکمی مثل آب و حجم زیادی از سنگ عبور کنند.
هیرویوکی تاناکا از دانشگاه توکیو توضیح است که میون های پرتوهای کیهانی به صورت یکنواخت در سراسر زمین فرود می آیند و با سرعت ثابت حرکت می کنند؛ حتی زمانی که از مواد مختلف عبور می کنند هم این سرعت را حفظ می کنند و بنابراین قادرند تا از چندین کیلومتر سنگ هم عبور نمایند.
دانشمندان با بهره گیری از همین ویژگی، سامانه جدیدی برای مکان یابی ساخته و آنرا muPS نامیده اند؛ هدف از ساخت این سامانه، فراهم کردن امکان موقعیت یابی در محیط های زیرزمینی، داخل ساختمان ها و زیر آب است.
این فناوری از ایستگاه های مرجعی استفاده می نماید که در سطح زمین قرار دارند و در کنار آن، گیرنده ای در زیر سطح زمین می تواند میون ها را شناسایی کند. با اندازه گیری این ذرات و استفاده از ساعات هماهنگ، سامانه می تواند موقعیت گیرنده را محاسبه کند.
البته استفاده از فناوری میون مبحث جدیدی نیست و پیش از این، دانشمندان برای مطالعه آتشفشان ها، بررسی سازه های باستانی و جست وجوی فضاهای پنهان درون اهرام از این ذرات بهره برده بودند. حالا محققان ژاپنی درحال بررسی این مساله هستند که آیا همین ذرات می توانند مشکل دیگری را هم حل کنند: ناوبری بدون نیاز به سیگنال های ماهواره ای.
آزمایش سخت برای میون ها
بعد از مطرح شدن این سؤال، دانشمندان تصمیم گرفتند تا این سامانه را با راه رفتن در زیرزمین یک ساختمان آزمایش نمایند.
در نسخه های اولیه این فناوری، به اتصال سیمی گیرنده به یک ایستگاه زمینی نیاز بود و همین ماجرا، دامنه استفاده از آنرا محدود می کرد. اما سامانه جدید MuWNS بی سیم است و برای هماهنگ سازی ایستگاه های مرجع و گیرنده از ساعات کوارتز دقیق استفاده می شود.
در آزمایش انجام شده، محققان ایستگاه های مرجع را در طبقه ششم یک ساختمان قرار دادند و فردی که گیرنده را حمل می کرد، در راهروهای زیرزمین ساختمان راه می رفت. این سامانه توانست مسیر حرکت فرد را ردیابی کرده و مسیر طی شده را بازسازی کند.
دقت گزارش شده در این آزمایش بین ۲ تا ۲۵ متر بود و سامانه می توانست در محدوده ای تا حدود ۱۰۰ متر کار کند.
تاناکا دراین باره توضیح داد که این عملکرد با دقت GPS تک نقطه ای در مناطق شهری روی زمین قابل مقایسه است و حتی می تواند بهتر از آن باشد. البته وی در ادامه یادآوری کرد که این فناوری هنوز جهت استفاده روزمره آماده نیست.
طبق گفته او، کاربران به دقتی در حدود یک متر نیاز دارند و رسیدن به چنین دقتی، بهبود همگام سازی زمانی را به یکی از مهم ترین چالش های پیش روی این فناوری مبدل می کند. بدین سبب برای جایگزینی GPS با چنین ابزار جدیدی، دست کم در زندگی روزمره، باید کمی صبر نماییم.
منبع: timesofindia
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب