Ученые уменьшили датчик для навигации до размеров коробки из-под обуви

Специалисты из Сандийской национальной лаборатории представили прототип компактного квантово-инерционного датчика — устройства, которое сможет безопасно направлять самолеты без синхронизации со спутниками. Это означает, что навигация будет работать лучше в тех местах, где сигнал GPS заглушен или потерян. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Сегодня уже существует квантово-инерционный датчик — прибор, который может измерять движение в тысячу раз точнее, чем устройства, помогающие управлять ракетами, самолетами и беспилотниками. Однако этот датчик очень хрупок и массивен, поэтому использовать его можно только в лаборатории. Ученые придумали, как сделать такой датчик более компактным и прочным. Они уменьшили ключевые компоненты системы, которая работала на большом столе, до прочного пакета размером примерно с коробку из-под обуви. Обычно отдельно стоящие части были интегрированы вместе и закреплены.

Моделирование показало, что вся конструкция должна быть достаточно прочной для того, чтобы использовать ее в навигации. Однако ученые еще не проводили экспериментов, которые доказали бы это на практике. Команда уже придумала дальнейшие усовершенствования конструкции, чтобы сделать квантовые датчики намного меньше, используя интегрированные фотонные технологии.

Ученые предложили заменить большую часть установки одной фотонной интегральной схемой — около восьми миллиметров с каждой стороны. Интеграция оптических компонентов в схему не только уменьшит размеры устройства, но и сделает его более прочным за счет фиксации компонентов на месте. Кроме того, такой подход снизит стоимость и масштабирует будущее производство.

При дальнейшем совершенствовании, по мнению ученых, датчик может занимать всего несколько литров. Исследователи надеются, что смогут создать устройство размером с банку газировки.

Когда ученые сделают готовый датчик, используя разработанный прототип, передовые навигационные технологии смогут находиться не в лабораториях, а в транспортных средствах на земле, под землей, в воздухе и даже в космосе.