جی پی اس یک سیستم فوق العاده است که برای انجام کارهای مختلف جزئی از زندگی روزمره ما شده است، اما نقاط ضعف خود را دارد. اکنون، محققان ژاپنی یک سیستم ناوبری بی‌سیم جدید ساخته‌اند که به جای امواج رادیویی، بر پرتوهای کیهانی یا میون‌ها متکی است. آنها برای اولین بار این سیستم را با موفقیت آزمایش کردند و امیدوارند روزی از آن به عنوان جایگزینی برای GPS استفاده کنند.
یکی از معایب سیستم GPS عدم امکان عبور امواج رادیویی از ساختمان ها، سنگ ها یا آب است. بنابراین، دانشمندان دانشگاه توکیو، ژاپن، با استفاده از میون، فناوری جدیدی به نام “سیستم موقعیت یابی میومتریک(muPS)، که حتی می تواند در زیر زمین، در ساختمان ها و زیر آب کار کند. پرتوهای کیهانی به طور یکنواخت در سراسر کره زمین پخش می شوند و بدون توجه به موادی که از آن عبور می کنند همیشه با همان سرعت حرکت می کنند.
محققان برای اولین بار در سال 2021 مجموعه ای از حسگرهای Muon زیر آب را آزمایش کردند. آنها با این سیستم توانستند از تونلی به عمق 45 متر در دریا تصویربرداری کنند. در زیر نسخه جدیدی از این سیستم به نام “سیستم مسیریابی بی سیم Myometric» (MuWNS) توسعه یافته است که بر خلاف مدل های اولیه، به صورت بی سیم و از کار می کند ساعت های کوارتز بسیار دقیق برای هماهنگ کردن زمان ایستگاه های زمینی با گیرنده استفاده می شود. در این روش، ایستگاه های مرجع و ساعت های همگام، امکان قرار گرفتن گیرنده را فراهم می کنند.
سیستم ناوبری پرتوهای کیهانی چقدر دقیق است؟
در آزمایشی که اخیرا انجام شد، ایستگاه های زمینی در طبقه ششم یک ساختمان قرار گرفتند و فرد حامل گیرنده از راهروهای زیرزمین ساختمان عبور کرد. در نهایت از اندازه گیری های این سیستم برای محاسبه جهت حرکت دستگاه گیرنده و موقعیت آن استفاده شده.
هیرویوکی تاناکا از دانشگاه توکیو می گوید که دقت سیستم MuWNS بین این دو است 2 و 25 متری و برد آن حداکثر 100 متر است: «این سیستم اگر بهتر نباشد به اندازه سیستم های GPS تک نقطه ای در مناطق شهری است. با این حال، این سیستم هنوز تا پیاده سازی فاصله دارد. مردم به سیستمی نیاز دارند که تا یک متر دقیق باشد و کلید دستیابی به آن زمان بندی است.”
یکی از راه های بهبود MuWNS استفاده از آن است ساعت های اتمی این یک ساعت تجاری است که دقت آن دو برابر ساعت های کوارتز است. اما این ساعت های اتمی در حال حاضر بسیار گران هستند. تاناکا پیش بینی می کند که با کاهش هزینه های این فناوری در آینده، امکان استفاده از آنها و آوردن این سیستم به تلفن های همراه وجود خواهد داشت. نتایج این تحقیق در مجله iScience منتشر شده است.