Квантовый компас

На фоне противостояния между ГЛОНАСС и GPS, британские ученые из Лаборатории оборонных технологий (UK Defence Science and Technology Laboratory — DSTL) и Национальной физической лаборатории приступили к разработке новейшей навигационной системы для подводных лодок.

Система, получившая название «Квантовый компас», по утверждениям разработчиков будет в тысячу раз более точная, чем другие современные системы. Как ожидается, прототип будет готов в 2015 году, а в случае успешного внедрения, его разрешат использовать и гражданским лицам.

Сегодня субмарины для навигации под водой используют акселерометры, так как ни ГЛОНАСС, ни GPS под водой не работают. Акселерометр — это устройство, которое может измерять ускорение (или замедление), а зная, как менялось ускорение в течение времени, можно вычислить и скорость, и координаты. На самом деле, акселерометры – очень распространенные устройства. Именно они отслеживают поворот экрана в современных смартфонах. Они же используются и в автомобилях для функционирования подушек безопасности. 

Но, несмотря на популярность акселерометров, использование их для навигации не позволяет обеспечить приемлемую точность. У подводной лодки, которая плывет сутки без использования систем спутниковой навигации погрешность в вычислении координат может достигать километра. Системы квантового позиционирования смогут уменьшить погрешность до метра.

В «Квантовом компасе» используется открытие (заслужившее «Нобелевку» по физике в 1997 году), показывающее, как с помощью лазера можно поймать и охладить облако атомов почти до абсолютного нуля. В таком состоянии атомы особенно чувствительны к любым внешним силам. Отслеживая малейшие колебания атомов (тоже с помощью лазера), можно достаточно точно вычислить величину этих сил и соответствующие этим силам передвижения субмарины.

Что особенно важно, такая навигационная система будет невосприимчива к любым помехам. Со слов Боба Кошотта из Национальной физической лаборатории, «Не существует таких физических явлений, по крайней мере, о которых мы знаем, могущих сбить систему с курса».

И хотя система еще не разработана до конца, создатели уже видят ее работающей не только на подводных лодках, но и в баллистических ракетах и других снарядах, а также в широком спектре задач гражданского применения. «Остается только уменьшить размер и потребление энергии», замечает Стивен Тилл из DSTL.