GPS мёртв. Радиосигналов — ноль. Но корабль не паникует: его спасёт гравитация

Австралийская компания Q-CTRL провела на флоте необычный эксперимент: её квантовый сенсор поставили на корабль, чтобы проверить — сможет ли он самостоятельно определять координаты, когда GPS откажет или начнёт сбоить. И всё получилось. Устройство отработало в реальных условиях, на движущемся судне, без вмешательства человека и с полной нагрузкой. Теперь навигация по гравитации — не красивая теория из научных статей, а рабочий инструмент для самых экстремальных ситуаций.

Испытания проходили на учебном корабле MV Sycamore, который активно используется ВМС страны для самых разных целей. На борту установили квантовый гравиметр — прибор, улавливающий малейшие колебания гравитационного поля. Сенсор работал 144 часа подряд, непрерывно собирая данные в условиях реального плавания — с качкой, вибрацией от двигателей и нестабильной динамикой судна.

Принцип работы прост и элегантен. Гравитационное поле Земли неоднородно: оно образует своеобразную «топографическую карту» — с гравитационными «впадинами» и «возвышенностями». Квантовый сенсор улавливает эти микроскопические отличия и сравнивает их с заранее составленными картами. Аналогия может быть такая: представьте, что вы идёте по лесу не по навигатору, а по ландшафту, запоминая, где холм, где овраг. Только в этой «географии» речь идёт не о рельефе, а о тончайших вариациях притяжения.

И самое главное — система не зависит от спутников. Она работает автономно, даже в условиях полного отсутствия GPS или при его активном подавлении. А такие сценарии уже не фантастика. Например, в июне 2023 года в воздушном и морском пространстве Ближнего Востока зафиксировали масштабную атаку с использованием GPS-спуфинга — технологии подмены спутникового сигнала. Суда и самолёты начали получать фальшивые координаты, «перемещаясь» на карте в несуществующие точки. Это вызвало сбои в навигации, нарушило системы предотвращения столкновений и, очевидно, могло даже стоить кому-то жизни, если бы операторы и капитаны не сработали профессионально.

По прогнозу Boston Consulting Group, рынок квантовых сенсоров может достичь 3–5 миллиардов долларов к 2030 году. Но особенно ценны решения, доказавшие свою жизнеспособность не на стенде, а в открытом море.

Проект Q-CTRL выделяется как раз этим: сенсор сразу отправили «в бой». Его установили в серверную на корабле без подвесов, демпферов или стабилизаторов. Все компоненты поместились в один стойковый сервер. Это уже не громоздкая научная установка, а компактный блок, который можно интегрировать в инфраструктуру любого корабля. При этом он потребляет всего 180 ватт — меньше, чем обычный электрочайник.

Разработка заняла всего 14 месяцев. Это исключительно короткий цикл для квантовой технологии. Причём финальная версия не требует участия инженеров в процессе эксплуатации. Всё работает в автоматическом режиме — включил и поехал.

Обычно на кораблях в качестве запасного навигационного инструмента используют инерциальные системы или магнитные компасы. Но у таких решений есть свои слабые места: со временем они накапливают ошибки — каждый новый расчёт положения чуть-чуть отклоняется от предыдущего, и со временем точность сильно падает. А магнитные компасы могут вообще сойти с ума рядом с крупными металлическими объектами или в зонах с сильными электромагнитными помехами. Квантовые сенсоры работают иначе: они измеряют базовые физические параметры и потому остаются точными даже там, где обычные системы дают сбой.

Именно поэтому это не «запасной план» на случай отключения GPS, а полноценный автономный метод. Особенно важный в военной сфере, где стабильность спутникового сигнала может стать жертвой средств электронной борьбы.

Тем не менее, применение технологии не ограничивается армией. Она будет востребована и в гражданской сфере: в авиации, морских перевозках, подводных исследованиях, научных миссиях. Везде, где критично знать точные координаты — и нельзя полагаться только на спутник.

Аналогичную систему AQNav недавно представила компания SandboxAQ. Параллельно ведутся разработки альтернатив вроде MagNav, основанных на магнитных аномалиях. Выходит, что эпоха полной зависимости от GPS стремительно уходит в прошлое?