Kvantna navigacija brez satelitov

Orientacija s satelitskim navigacijskim sistemom (npr. GPS ali Galileo) je enostavna in natančna, a za delovanje potrebujemo vsaj tri, raje pa še več vidnih satelitov nad obzorjem. Če teh ni, ker smo v tunelu, na Manhattnu, v tropskem pragozdu ali pod vodo, GPS ne deluje. Britanska vojska pa razvija nov način določanja položaja, ki ne bo potreboval satelitov - imenuje se kvantni kompas.

Kot vse tehnologije, bo tudi kvantni kompas najprej razvit v vojaške potrebe, kasneje pa si lahko obetamo tudi civilno rabo. Aktualni problem so podmornice, ki potopljene ne morejo določati svojega položaja s sateliti. Zato se morajo zanašati na žiroskope in akcelerometre (sešteta navigacija), ki pa imajo omejeno natančnost. Kot priznava vojska, se napak v enem samem dnevu nabere za kakšen kilometer. To pa je nesprejemljivo.

Kvantni kompas sicer deluje manj zanimivo, kot daje slutiti njegovo ime, a naj bi bil približno tisočkrat natančnejši od obstoječih načinov navigacije. Uporabljajo odkritje, ki je leta 1997 prineslo Nobelovo nagrado. Z laserji je atome mogoče ohladiti na vsega nekaj milijonink kelvina, tako da se sesedejo v osnovno stanje, v katerem so silno občutljivi na Zemljino elektromagnetno in gravitacijsko polje. Potem te atome v vakuumu sledimo z drugim laserjem, kar da zelo dobro informacijo o gibanju. Na ta način je navigacija še vedno sešteta, a bistveno natančnejša.

Trenutni prototip sicer meri en meter in ni primere za vgradnjo v prenosne naprave, a do leta 2016 pričakujejo delujočo napravo za podmornice, v petih letih pa bi jih lahko videli tudi v napravah za civiliste. Septembra prihodnje leto bo prvi javni preizkus, ko bodo uporabili milijon zelo hladnih rubidijevih atomov.

Vse ni zlato, kar se sveti, saj je trenutni prototip občutljiv tako na pospeške kakor tudi spremembe v gravitacijskem polju. To bodo morali še razrešiti oziroma izdelati zelo natančne zemljevide jakosti Zemljinega gravitacijskega polja.