Forwarded from تازههای علمی
🔺 قطبنمای کوانتومی در فضا: هواپیمای فضایی محرمانه آمریکا جایگزین GPS را آزمایش میکند
🔹 هواپیمای فضایی محرمانه ارتش آمریکا، X-37B، قرار است در مأموریت بعدی خود میزبان یک آزمایش انقلابی باشد: یک «حسگر اینرسی کوانتومی» که میتواند به عنوان جایگزینی برای GPS عمل کند. این فناوری میتواند ناوبری فضاپیماها، هواپیماها و زیردریاییها را در محیطهایی که GPS در دسترس نیست یا دچار اختلال شده، متحول کند.
❕ مشکل سیستمهای ناوبری فعلی چیست؟
وقتی GPS در دسترس نیست (مثلاً در اعماق فضا یا زیر آب)، وسایل نقلیه از «سیستمهای ناوبری اینرسی» (INS) استفاده میکنند. این سیستمها مانند زمانی هستند که در یک خودرو با چشمان بسته نشستهاید و با حس کردن شتاب و چرخشها، حدس میزنید کجا هستید. مشکل این است که خطاهای کوچک در اندازهگیری به مرور زمان انباشته شده و باعث «رانش» (drift) و گم شدن وسیله نقلیه میشوند. این سیستمها برای دقت، نیازمند اصلاح مداوم توسط GPS هستند.
🔹 راه حل کوانتومی:
سیستم جدید از پدیدهای به نام «تداخلسنجی اتمی» استفاده میکند که بسیار دقیقتر است و دچار رانش نمیشود. این آزمایش، یک جهش بزرگ از علم محض به یک کاربرد مهندسی واقعی در فضاست.
❕ تداخلسنجی اتمی به زبان ساده چیست؟
۱- اتمها به موج تبدیل میشوند: ابتدا ابری از اتمها تا دمای نزدیک به صفر مطلق (۲۷۳- درجه سانتیگراد) سرد میشود. در این دما، اتمها خواص موجی از خود نشان میدهند.
۲- موج به دو مسیر تقسیم میشود: با استفاده از لیزر، هر «موج-اتم» به دو مسیر مجزا تقسیم میشود (مانند گربه شرودینگر که همزمان در دو حالت است).
۳- مسیرها دوباره ترکیب میشوند: این دو مسیر دوباره با هم ترکیب شده و یک الگوی تداخلی ایجاد میکنند (مانند تداخل دو موج روی سطح آب).
۴- خواندن حرکت از روی الگو: کوچکترین شتاب یا چرخش فضاپیما، این الگوی تداخلی را به شکلی قابل اندازهگیری تغییر میدهد. با خواندن این الگو، سیستم با دقتی بینظیر میفهمد که دقیقاً چگونه حرکت کرده است. از آنجایی که تمام اتمها یکسان هستند، این سیستم دچار فرسودگی و رانش نمیشود.
🔹 این فناوری برای نیروی فضایی آمریکا به معنای مقاومت در برابر اختلال یا از کار افتادن GPS در شرایط بحرانی است. برای اکتشافات فضایی آینده به ماه و مریخ، به معنای ناوبری کاملاً مستقل و دقیق بدون نیاز به سیگنال از زمین است. اگر این آزمایش که در ۲۱ آگوست ۲۰۲۵ پرتاب میشود موفقیتآمیز باشد، میتواند لحظهای تاریخی و یک جهش کوانتومی در تاریخ ناوبری فضایی باشد.
[منبع]
🆔 @Science_Focus
#فناوری_کوانتومی #ناوبری #هوافضا #فیزیک #GPS #علوم_نظامی
🔹 هواپیمای فضایی محرمانه ارتش آمریکا، X-37B، قرار است در مأموریت بعدی خود میزبان یک آزمایش انقلابی باشد: یک «حسگر اینرسی کوانتومی» که میتواند به عنوان جایگزینی برای GPS عمل کند. این فناوری میتواند ناوبری فضاپیماها، هواپیماها و زیردریاییها را در محیطهایی که GPS در دسترس نیست یا دچار اختلال شده، متحول کند.
❕ مشکل سیستمهای ناوبری فعلی چیست؟
وقتی GPS در دسترس نیست (مثلاً در اعماق فضا یا زیر آب)، وسایل نقلیه از «سیستمهای ناوبری اینرسی» (INS) استفاده میکنند. این سیستمها مانند زمانی هستند که در یک خودرو با چشمان بسته نشستهاید و با حس کردن شتاب و چرخشها، حدس میزنید کجا هستید. مشکل این است که خطاهای کوچک در اندازهگیری به مرور زمان انباشته شده و باعث «رانش» (drift) و گم شدن وسیله نقلیه میشوند. این سیستمها برای دقت، نیازمند اصلاح مداوم توسط GPS هستند.
🔹 راه حل کوانتومی:
سیستم جدید از پدیدهای به نام «تداخلسنجی اتمی» استفاده میکند که بسیار دقیقتر است و دچار رانش نمیشود. این آزمایش، یک جهش بزرگ از علم محض به یک کاربرد مهندسی واقعی در فضاست.
❕ تداخلسنجی اتمی به زبان ساده چیست؟
۱- اتمها به موج تبدیل میشوند: ابتدا ابری از اتمها تا دمای نزدیک به صفر مطلق (۲۷۳- درجه سانتیگراد) سرد میشود. در این دما، اتمها خواص موجی از خود نشان میدهند.
۲- موج به دو مسیر تقسیم میشود: با استفاده از لیزر، هر «موج-اتم» به دو مسیر مجزا تقسیم میشود (مانند گربه شرودینگر که همزمان در دو حالت است).
۳- مسیرها دوباره ترکیب میشوند: این دو مسیر دوباره با هم ترکیب شده و یک الگوی تداخلی ایجاد میکنند (مانند تداخل دو موج روی سطح آب).
۴- خواندن حرکت از روی الگو: کوچکترین شتاب یا چرخش فضاپیما، این الگوی تداخلی را به شکلی قابل اندازهگیری تغییر میدهد. با خواندن این الگو، سیستم با دقتی بینظیر میفهمد که دقیقاً چگونه حرکت کرده است. از آنجایی که تمام اتمها یکسان هستند، این سیستم دچار فرسودگی و رانش نمیشود.
🔹 این فناوری برای نیروی فضایی آمریکا به معنای مقاومت در برابر اختلال یا از کار افتادن GPS در شرایط بحرانی است. برای اکتشافات فضایی آینده به ماه و مریخ، به معنای ناوبری کاملاً مستقل و دقیق بدون نیاز به سیگنال از زمین است. اگر این آزمایش که در ۲۱ آگوست ۲۰۲۵ پرتاب میشود موفقیتآمیز باشد، میتواند لحظهای تاریخی و یک جهش کوانتومی در تاریخ ناوبری فضایی باشد.
[منبع]
🆔 @Science_Focus
#فناوری_کوانتومی #ناوبری #هوافضا #فیزیک #GPS #علوم_نظامی
The Conversation
Quantum alternative to GPS navigation will be tested on US military spaceplane
The experimental sensor could be groundbreaking.
👍10💯10❤5