Каліфорнійський стартап Vector Atomic працював з компанією Honeywell Aerospace над створенням передового навігаційного датчика, який використовує атомний годинник для проведення точних вимірювань, не покладаючись на GPS. Атомний датчик, розробку якого фінансував Підрозділ оборонних інновацій (Defense Innovation Unit, DIU) Пентагону, був доставлений у серпні та очікує на відправку у космос, повідомив генеральний директор Vector Atomic Джаміль Або-Шаїр.

Джаміль Або-Шаїр, колишній менеджер проєктів в Агентстві передових оборонних дослідницьких проєктів (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA) МО США, став співзасновником компанії Vector Atomic у 2018 році з метою розробки та комерціалізації атомних приладів.

У 2020 році DIU вибрав компанію для створення атомного датчика – пристрою, що використовує квантові властивості атомів для проведення дуже точних вимірювань – який міг би витримати суворі умови космосу.

Джаміль Або-Шаїр сказав, що Vector Atomic не має венчурного фінансування. Після укладання контракту DIU, який забезпечив близько $ 10 млн державних коштів, компанія співпрацювала з Honeywell, щоб створити атомний інерціальний навігаційний датчик, кваліфікувати його для космічних польотів та інтегрувати в супутникову платформу.

Інерціальні навігаційні пристрої існують десятиліттями, але атомний варіант є більш складною технологією, яка існувала лише в лабораторіях, сказав Джаміль Або-Шаїр.

Інерціальні навігаційні системи використовують датчики руху або акселерометри та датчики обертання, відомі як гіроскопи, для безперервного обчислення положення, орієнтації та швидкості рухомого об’єкта без потреби використання даних зовнішніх джерел, таких як GPS.

Атомні датчики, які використовують атомний годинник, є більш точними, але вони були перевірені лише в лабораторіях і дуже крихкі, сказав він. Проєкт DIU спрямований на те, щоб з’ясувати, чи можна зробити ці пристрої достатньо надійними для розгортання в реальних космічних системах.

І найкращий спосіб відповісти на це питання, сказав Джаміль Або-Шаїр, це відправити один із цих датчиків у найсуворіше середовище, яким є космічний простір, та одночасно перевірити, як він витримає суворі умови запуску в космос.

За його словами, інерціальні навігаційні пристрої, які сьогодні використовуються в повітряних, морських, наземних і космічних платформах, є «неймовірно хорошими і неймовірно надійними» для надання короткострокових даних про місцезнаходження, швидкість і положення у просторі. Однак з часом невеликі похибки у вимірюваннях накопичуються, спричиняючи дрейф інерціальних навігаційних систем. Це означає, що вони не можуть надавати точні дані про місцезнаходження протягом тривалого часу без зовнішніх оновлень від GPS або інших систем.

Квантові датчики, які використовують атомний годинник, підвищують точність і не дрейфують з часом, як звичайні системи, що робить їх бажаними для військових застосувань, сказав Джаміль Або-Шаїр.

«Вони поставляються відкаліброваними та залишаються відкаліброваними, – сказав він. – Атомні системи також будуть дрейфувати, але ви можете орієнтуватися довше. Вони не роблять нічого принципово відмінного від сучасних технологій. Вони просто потенційно роблять це краще».

Коли атомний датчик досягне орбіти, він працюватиме автономно. «Він сам вмикається, проводить вимірювання та передає дані назад на землю», – сказав Джаміль Або-Шаїр.

Підполковник Ніколас Естеп, керівник програми в DIU, сказав, що він не може обговорювати особливості космічної місії, в якій буде використовуватися датчик Vector Atomic, або прогнозовану дату запуску.

«Нещодавня поставка квантового датчика знаменує собою переконливу віху для спільноти квантового зондування, – сказав він. – Атомні годинники літають за допомогою GPS протягом тривалого часу, але, крім атомних годинників, інші форми квантового зондування не матеріалізувалися за межами лабораторії».

За його словами, фізика та феноменологія квантового зондування – це «весело та дуже захоплююче». Те, що DIU робить, це переведення технології на наступний етап, який є системною інженерією та створенням прототипів.

«На даний момент ми показали, що можемо об’єднати все це в інтегрований пакет, який насправді є надійним і може пройти суворі випробування», – сказав Ніколас Естеп.

«Ми пройшли кваліфікацію, щоб проявити себе та включитися в космічну демонстрацію, – додав він. – Ми доставили реальне експериментальне корисне навантаження, яке має атомний гіроскоп».