Принцип навигационной неопределённости
Принцип навигационной неопределённости Росатом на этой неделе запустил программу квантовых сенсоров: 9,68 млрд рублей до 2030 года, половина из бюджета, половина из внебюджетных источников (каких, не сказано). Первые шесть проектов стартуют в этом году. Тут же прозвучало и признание: в сенсорах Россия отстаёт от лидеров на 10–15 лет. Список проектов подают через промышленность и медицину, но читается он иначе. Скалярный навигационный магнитометр, перебазируемый атомный гравиметр, сверхкомпактный лазерный гироскоп, инерциальный модуль на ядерном магнитном гироскопе. Четыре позиции из шести про то, как понять, где ты находишься, когда спутники молчат или врут. Способов тут три, и у каждого своя неопределённость. Первый — магнитный. У земной коры есть рисунок аномалий, как отпечаток пальца. Квантовый магнитометр измеряет поле, алгоритм сверяет его с картой. Американская SandboxAQ получала погрешность меньше 74 метров за часовой полёт, австралийская Q-CTRL — около 190 метров после 130 км. Хватит, чтобы понять, в каком ты районе города, но вот с улицей уже выйдет неопределенность... Причем главный в этой связке не датчик: пары рубидия в стеклянной колбе умели мерить поле ещё в шестидесятых. Всё решают карта и софт, который вычитает помехи от собственного борта. В сентябре SandboxAQ испытала систему на ударном дроне Northrop Grumman и не назвала ни модель сенсора, ни погрешность. Зато сообщила, что программу поставили на борт меньше чем за час. Второй способ — гравитационный. То же самое, только карта другая, а датчик уже настоящий квантовый: облако холодных атомов в свободном падении. Гравитацию нельзя заглушить, поэтому способом интересуются подводники. Q-CTRL в августе прошла так 83 км по Коралловому морю и уложилась в одну морскую милю погрешности. Это 1,85 км. Третий способ обходится без карт: гироскопы и акселерометры считают путь от известной точки. Ошибка тут копится с каждой минутой, квантовые версии копят её медленнее. У Q-CTRL атомный датчик снизил дрейф обычных акселерометров примерно в 70 раз, британский флот этим летом возил такую систему в Арктику и цифр не раскрыл. Спутник тем временем даёт метры и стоит в каждом телефоне, но его сравнительно легко заглушить или обмануть. Так что квантовая навигация тут — не замена, а запасной парашют: она отвечает на вопрос «где мы» с точностью до квартала, до мили или до «примерно там». Работают три способа только вместе, когда гироскоп ведёт счёт, а магнитометр с гравиметром время от времени его поправляют. Набор Росатома как раз из таких деталей и собран. Первый образец обещан в 2028 году, ещё два в 2029-м, три в 2030-м. С отставанием в 10–15 лет неопределённость тут, похоже, не только в координатах. Читайте «Неквантовать!» в Telegram и Максе!