kozmičke zrake

GPS je izuzetno moćan i stalno ga koristimo, no pun je nedostataka - stiže alternativa

19.06.2023 u 11:03

Bionic
Reading

GPS je moćna navigacijska tehnologija, no ne radi tako dobro u svim uvjetima. Unutar zgrada, pod zemljom ili pod vodom GPS sustavi nailaze na probleme jer signal slabi, a japanski stručnjaci sada navode da su razvili i testirali alternativnu tehnologiju

GPS koristi mrežu satelita u preciznim orbitama oko Zemlje, a prijemnici u uređajima poput mobitela neprestano osluškuju signale s tih satelita. Uređaji mogu utvrditi koliko su udaljeni od bilo kojeg detektiranog GPS satelita, a kada prikupe signale s najmanje četiri od njih, uređaj može odrediti njihov relativni položaj na tlu s preciznošću do nekoliko metara.

Iako je ovo prilično precizno za svakodnevnu upotrebu, GPS signali se odbijaju od kamenja, vode i površina poput zidova, što znači da sustav gubi preciznost pod zemljom, pod vodom, unutar zgrada ili čak samo u gusto izgrađenim područjima. Stručnjaci sa Sveučilišta u Tokiju razvili su novu tehnologiju koju su nazvali muometrijski bežični navigacijski sustav (MuWNS), a on je dizajniran tako da bude precizniji baš u tim situacijama.

Ključ MuWNS-a je u tome da ‘signali’ koje prati mogu proći kroz čvrste materijale. Ovi signali su čestice poznate kao mioni, koje nastaju kada kozmičke zrake uđu u Zemljinu atmosferu i stupe u interakciju s već prisutnim česticama, stvarajući kaskadu sekundarnih čestica. Procjenjuje se da je svaki kvadratni metar Zemljine površine zasut s oko 10.000 miona svake minute.

Tim je testirao MuWNS u višekatnici, gdje bi obični GPS imao problema s održavanjem svoje preciznosti. Znanstvenik koji je nosio ručni mionski detektor poslan je u podrum zgrade, a položaj tog detektora praćen je pomoću četiri referentne stanice na šestom katu zgrade. Te referentne stanice funkcionirale su poput GPS satelita praćenjem staza miona koje su uhvatili detektori i postaje, a položaj znanstvenika mogao se pratiti s visokim stupnjem točnosti. Ipak, ima još dosta prostora za napredak, navode.

‘Trenutačna točnost MuWNS-a je između dva i 25 metara, s rasponom do 100 metara, ovisno o dubini i brzini osobe koja hoda’, rekao je profesor Hiroyuki Tanaka, glavni autor studije. ‘Ovo je jednako dobro, ako ne i bolje od GPS pozicioniranja u jednoj točki iznad zemlje u urbanim područjima. Ali još je daleko od praktične razine.’

Posljednjih godina mionski detektori također su pomogli znanstvenicima da zavire u čvrste strukture poput Velike piramide u Gazi i testiraju precizan sustav sinkronizacije sata koji radi pod zemljom i pod vodom. Ovaj posljednji eksperiment pokazuje da bi jednog dana ova tehnologija mogla pomoći u poboljšanju GPS-a u područjima u kojima trenutno ne radi dobro.

Istraživanje je objavljeno u časopisu iScience.

Više detalja na službenim stranicama.