سامانه ژاپنی که مسیر را از راه پرتوهای کیهانی پیدا می کند
به گزارش سئو بوی، دانشمندان سامانه ناوبری جدیدی را آزمایش کرده اند که به جای ماهواره از پرتوهای کیهانی بهره می گیرد 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 زمینه 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 بالاتر 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 سیستم 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 سیستم ناوبری جایگزین هستند که بجای ماهواره ها از ذرات حاصل از پرتوهای کیهانی استفاده می نماید.
این سیستم Muometric Wireless Navigation System یا بصورت مخفف، MuWNS نام دارد و از ذرات طبیعی معروف به میون (Muon) برای تعیین موقعیت در مکانهای 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 اعتقاد 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 چه طور موقعیت یابی می کنند؟
پرتوهای کیهانی بطور مداوم ذراتی به نام میون تولید می کنند که در سرتاسر زمین فرود می آیند. میون ها، برعکس 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 بطور یکنواخت در سرتاسر زمین فرود می آیند و با سرعت ثابت حرکت می کنند؛ حتی زمانیکه از مواد مختلف عبور می کنند هم این سرعت را حفظ می کنند و درنتیجه قادرند تا از چندین کیلومتر سنگ هم عبور نمایند.
دانشمندان با استفاده از همین ویژگی، سیستم 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 ساعتهای هماهنگ، سیستم می تواند موقعیت گیرنده را محاسبه کند.
البته استفاده از فناوری میون موضوع تازه ای نیست و قبل 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 پژوهشگران ژاپنی درحال بررسی این مورد هستند که آیا همین ذرات می توانند مشکل دیگری را هم حل کنند: ناوبری بدون احتیاج به سیگنال های ماهواره ای.
آزمایش سخت برای میون ها
بعد از مطرح شدن این سؤال، دانشمندان تصمیم گرفتند تا این سیستم 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 سیستم جدید MuWNS بی سیم است و برای هماهنگ سازی ایستگاه های مرجع و گیرنده از ساعتهای 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 سیستم 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 سیستم 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 دستیافتن به چنین دقتی، بهبود همگام سازی زمانی را به یکی از مهم ترین چالش های پیش روی این فناوری مبدل می کند. ازاین رو برای جایگزینی GPS با چنین ابزار جدیدی، حداقل در زندگی روزمره، باید کمی صبر نماییم.
منبع: timesofindia
به اجمال، 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 مورد سبب شده تا در بسیاری از مواقع حساس و سرنوشت ساز، جای خالی یک سیستم دقیق تر و کاربردی تر حس شود. هیرویوکی تاناکا از دانشگاه توکیو توضیح است که میون های پرتوهای کیهانی به طور یکنواخت در سراسر زمین فرود می آیند و با سرعت ثابت حرکت می کنند؛ حتی زمانیکه از مواد مختلف عبور می کنند هم این سرعت را حفظ می کنند و درنتیجه قادرند تا از چندین کیلومتر سنگ هم عبور نمایند. این سیستم توانست مسیر حرکت فرد را ردیابی کرده و مسیر طی شده را بازسازی کند.
منبع: سئو بوی
About the Author
