Amerykanie przetestują nowy system nawigacji. Na tajnym statku kosmicznym

Jeśli wszystko przebiegnie zgodnie z planem i startu nie zakłócą na przykład złe warunki pogodowe, kolejna misja X-37B rozpocznie się 21 sierpnia. Pojazd zostanie wyniesiony na orbitę przez rakietę SpaceX Falcon 9 startującą z kosmodromu Kennedy Space Center na Florydzie.

Będzie to już ósma misja X-37B, o wszystkich wcześniejszych wiadomo bardzo niewiele. Ostatnia z nich trwała 434 dni i zakończyła się lądowaniem 7 marca. W jej trakcie testowano między innymi rozwiązania techniczne pozwalające na dynamiczne zmiany orbit bez nadmiernego zużycia paliwa. W przyszłości może to pomóc amerykańskim satelitom unikać broni antysatelitarnych.

Planowana misja będzie się koncentrowała na nowych systemach nawigacyjnych i łączności. Amerykanie planują wprowadzenie do łączności pomiędzy satelitami, jak również pomiędzy satelitami, a stacjami naziemnymi, łączności laserowej. Łączność laserowa lub też optyczna, jak jest czasami określana, jest uznawana przez Amerykanów za przyszłość łączności kosmicznej.

Wskazuje się, że w "paczce danych" przesyłanej laserem na falach podczerwonych zmieści się więcej danych w porównaniu z klasyczną łącznością radiową. Ponadto taki rodzaj łączności z reguły jest bezpieczniejszy od łączności radiowej, ponieważ fale tej ostatniej rozchodzą się we wszystkich kierunkach, a wiązka lasera jest precyzyjnie wycelowana jedynie w kierunku odbiorcy.

W czasie misji X-37B ma się komunikować za pomocą lasera z satelitami komunikacyjnymi na niskiej orbicie okołoziemskiej. Demonstracja będzie elementem tworzenia przez US Space Force kosmicznej sieci łączności odpornej na zakłócenia i zdolnej do przesyłu większej ilości danych niż obecnie.

Nowa sieć oparta na konstelacji wojskowych i cywilnych satelitów operujących na niskiej orbicie okołoziemskiej ma działać na zasadzie rozproszonej, dzięki której zniszczenie lub awaria jednego lub większej liczby satelitów nie spowoduje zakłócenia łączności. Po prostu pakiety informacji zostaną skierowane do odbiorcy innymi drogami, podobnie jak to się dzieje obecnie w przypadku sieci Internet.

Być może jeszcze ważniejsze będą eksperymenty związane z testowaniem nowego systemu nawigacyjnego. W tej chwili duża część systemów wojskowych opiera się na nawigacji satelitarnej GPS. Ta ma tę wadę, że przy odpowiednio wysokich nakładach ze strony przeciwnika można ją zakłócić lub zafałszować jej sygnał.

Oczywiście wojsko używa zmodyfikowanego sygnału GPS, który jest bardziej odporny na zakłócenia, ale nadal pozostaje to pewną słabością tego systemu. Podobnie jak to, że satelity nawigacyjne można po prostu zniszczyć. Uzupełnieniem nawigacji satelitarnej są systemy bezwładnościowe, ale nie zapewniają one aż takiej dokładności, a ich precyzja spada wraz z czasem pracy.

Dlatego w czasie misji X-37B zostanie przetestowany system kwantowej nawigacji inercyjnej. Urządzenie będzie wskazywało aktualną pozycję w kosmosie dzięki obserwacji rotacji i przyspieszenia atomów, bez wspomagania nawigacją satelitarną. Urządzenia tego typu są opracowywane w laboratoriach od kilku lat, ale problemem pozostaje ich praktyczne zastosowanie, ponieważ do tej pory wymagały one do pracy znacznej energii do utrzymywania próżni w komorze, a ich delikatna konstrukcja uniemożliwiała zastosowanie na przykład w samolotach czy czołgach.

Czujniki kwantowe wykorzystywane do nawigacji stosują atomowe akcelerometry lub żyroskopy, które mierzą przyspieszenie i rotację poprzez emisję wiązek laserowych do niewielkich chmur gazu rubidowego umieszczonych w komorach próżniowych. Komora próżniowa stanowi kluczowy element urządzenia – zatrzymuje atomy rubidu i izoluje je od innych gazów, które mogłyby zakłócić precyzyjne pomiary wykonywane za pomocą laserów.

Naukowcom z laboratorium Sandia udało się opracować nową metodę utrzymywania próżni polegającą na zastosowaniu reakcji chemicznych wiążących gazy obce. To w decydujący sposób obniża zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Urządzenie dodatkowo posiada obudowę wykonaną z tytanu i szafiru – jej konstrukcja wymagała zastosowania złożonych metod technologicznych, podobnych do tych, które Sandia wykorzystuje przy produkcji komponentów broni jądrowej – pełniącą również funkcję bariery dla zanieczyszczeń.

W wypadku wdrożenia do produkcji seryjnej, kwantowa nawigacja atomowa pozwoli na działanie w środowisku pozbawionym dostępu do sygnału GPS. Najbardziej oczywistym przykładem są działania bojowe w strefie, gdzie ten sygnał jest zakłócany przez nieprzyjaciela. Jednak drugim, równie ważnym, obszarem jest przestrzeń kosmiczna poza zasięgiem satelitów GPS na orbicie geostacjonarnej. Same amerykańskie wojska kosmiczne wskazują na jej znaczenie w nawigowaniu w przestrzeni pomiędzy Ziemią i Księżycem, a w dalszej kolejności również w podróżach kosmicznych na dalsze odległości.

Twórz treści i zarabiaj na ich publikacji. Dołącz do WP Kreatora