вторник, 17 апреля 2012 г.

США задумались о новой системе инерциальной навигации на базе микроядерного магнитного резонанса

США задумались о новой системе инерциальной навигации на базе микроядерного магнитного резонансаУправление перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) объявило тендер на создание новой системы GPS-независимой инерциальной системы навигации, которая позволила бы применять высокоточное оружие против стран, имеющих мощные средства радиоэлектронной и противоспутниковой борьбы.

Сегодня практически всё высокоточное американское оружие полагается на GPS. Не на ту неумёху в вашем навигаторе, который показывает, что вы движетесь то ли здесь, то ли по соседней дороге в 30 метрах, а на нормальный военный вариант с неиллюзорной точностью до 1 м. Конечно, сигнал этот слаб и по определению не может быть сильным. В ряде регионов, особенно горных, он не работает. Более того, есть страны с собственными специалистами по РЭБ, в войне против которых надеяться на устойчивую работу GPS не приходится (тот же Иран). А вот КНР, как известно, располагает даже средствами, позволяющим уничтожать навигационные спутники вероятного противника.

Чтобы действовать в такой обстановке, отдельные системы высокоточного оружия наделены встроенными гиростабилизаторами, обеспечивающими вычисление положения ракеты, стабилизацию её полёта и пр. Собственно, первые подобные приборы устанавливались на торпедах ещё в XIX в. Одна беда — они дороги, велики, тяжелы и не всегда надёжны. Их просто нельзя использовать в ряде тактических систем, которые должны быть лёгкими и высокомобильными.

Недавно DARPA объявило о проведении тендера на создание образцов систем инерциальной навигации, основывающихся на едином базисном комбинированном микромодуле. Ведутся они в рамках одного из этапов по программе Positioning, Navigation and Timing (micro-PNT). Особый интерес демонстрируется к Chip-Scale Combinatorial Atomic Navigator (C-SCAN), системе, сочетающей инерциальные сенсоры с разными принципами работы, которые дополняли бы информацию друг друга и обеспечивали точные и верифицируемые данные о местоположении устройства.

Основные цели подпрограммы C-SCAN — в исследовании возможностей миниатюризации и производства наномасштабных систем инерциальной навигации и развития алгоритмов и архитектуры, позволяющих плавно сопрягать в одном приборе данные от инерциальных микроустройств, которые работают на разных принципах. Микросистема инерциальной навигации, которую DARPA желает получить на выходе, не должна превышать 20 см³ и потреблять более 1 Вт. При этом производительность C-SCAN должна быть «превосходящей всё доступное в настоящее время». В определении ускорения объекта ошибка не должна превышать 10-6g, а в определении угловых скоростей — 10-4 градуса в час. Достижение системой полной функциональности с момента холодного старта — не более 10 секунд.

Что за принципы могут лежать в основе таких систем, не секрет: в рамках программы Micro-PNT в США давно разрабатываются гироскопы на базе микроядерного магнитного резонанса (micro-nuclear magnetic resonance), использующие вращение атомного ядра в магнитном поле. «Такой гироскоп не имеет движущихся частей и нечувствителен к колебаниям ускорения и вибрациям», — поясняет руководитель этой программы Андрей Шкель. При этом он на два порядка меньше и не столь требователен к энергопотреблению, как существующие аналоги. По мнению специалиста, другие варианты решения этой амбициозной задачи, такие как микроэлектромеханические системы на базе кремниевой электроники, гораздо более чувствительны к вибрациям, что не позволит им удовлетворить требования DARPA. Не исключено, однако, их использование как вспомогательных, дублирующих систем по отношению к гироскопам на базе микроядерного магнитного резонанса.

Поле применения таких инерциальных микросистем навигации может быть чрезвычайно обширным: от обеспечения навигации спешенных групп солдат на поле боя до реализации GPS-нейтральной ориентации БПЛА и микро-БПЛА, подводных военных дронов и управляемых ракет. Массогабаритные ограничения, указанные для тендера, столь строги, что теоретически позволяют внедрение даже в системы, ранее не относившиеся к высокоточным.

Полномасштабная реализация программ такого рода приведёт к закреплению превосходства вооружённых сил США в области высокоточного оружия на десятилетия вперёд. Если, конечно, остальные развитые страны продолжать смотреть на происходящее с позиции пассивного наблюдателя и не попытаются включиться в эту гонку.

Подготовлено по материалам DARPA.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

«Кассини» совершил успешный облёт Энцелада
Эти необработанные изображения спутников Сатурна Энцелада и Тефии были получены 14 апреля 2012 года космическим кораблём «Кассини». «Кассини» пролетел мимо Энцелада на расстоянии 74 км. Манёвр был разработан в основном для того, чтобы ионный и нейтральный масс-спектрометр смог попробовать на вкус струи ледяной воды, водяного пара и органических соединений, вырывающиеся из этой луны. «Кассини» пр...
  (читать дальше)

«Тёплому» этапу работы космического телескопа «Спитцер» исполнилась тысяча дней
Вот уже тысячу дней инфракрасная камера IRAC на борту космического телескопа «Спитцер» непрерывно исследует самые отдалённые области Вселенной и наши окрестности. Эта так называемая тёплая программа началась, когда у обсерватории закончилась охлаждающая жидкость — и тем завершилась «холодная» миссия. В ознаменование первой тысячи дней успешной работы в новом режиме Гарвард-Смитсоновский центр ас...
  (читать дальше)

«Пионеры» оказались оснащены космическими двигателями, не предусмотренными создателями
Легендарные «Пионеры» уже давно вызывают у научного сообщества тягостное недоумение своими траекториями: выйдя за пределы Солнечной системы, они всё больше отклонялись от той «тропинки», которая была задана им при отправке. Подозреваемыми по этому удивительному делу пробовали назвать уже и тёмную материю, и тёмную энергию, но недавняя работа группы американских исследователей под руководством Вяче...
  (читать дальше)

Canon EOS 60Da: зеркальная камера для астрофотографии
Компания Canon представила сегодня зеркальный фотоаппарат со сменной оптикой EOS 60Da (модификация EOS 60D), приходящий на смену модели EOS 20Da. Новинка ориентирована на... любителей астрофотографии. Она оснащена модифицированным инфракрасным фильтром и сенсором с низким уровнем шума. Чувствительность к излучению с длиной волны 656,3 нм (линия Hα серии Бальмера спектра излучения водорода) повыш...
  (читать дальше)

Наконец-то Земля увидела полярное сияние Урана
Космический телескоп «Хаббл» впервые сфотографировал полярное сияние на Уране. Уран, седьмая планета от Солнца, — мир весьма и весьма странный. В далёком прошлом что-то опрокинуло ледяного гиганта набок, и сегодня его северный полюс находится там, где у нормальных небесных тел — экватор. И полярное сияние — крошечные белые точки на представленном ниже изображении — ещё раз дало повод удивиться. ...
  (читать дальше)

Галактика MACS1149-JD1 может оказаться самой древней и удалённой из всех наблюдаемых во Вселенной
Группа американских астрономов, основываясь на данных космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», заявила о предположительном обнаружении самой далёкой и древней из всех когда-либо наблюдавшихся галактик. Её красное смещение необычайно велико, а само открытие стало возможно лишь благодаря гравитационному линзированию. Обычно галактики, возраст которых превышает 13 млрд лет, недоступны нашим теле...
  (читать дальше)

Как зарегистрировать гравитационные волны?
Альберт Эйнштейн считал, что гравитационные волны существуют, но полагал, что их никогда не удастся зарегистрировать. Англо-германская группа, работающая по проекту GEO600, намерена доказать первое утверждение и опровергнуть второе. В окрестностях Зарштедта, что близ Ганновера (ФРГ), расположено нечто, что вы никогда не назвали бы гравитационным телескопом. Гравитационные волны поверяются здесь ...
  (читать дальше)

В Каракоруме обнаружены растущие ледники
Большинство ледников тают довольно быстро, но на краю Тибетского нагорья обнаружено несколько «белых ворон», которые за последние годы, напротив, подросли. Неплохая затравка для долгосрочного международного исследования 25 тибетских ледников (да, слабая выборка из 46 тыс. ледников, снабжающих водой около 1,4 млрд обитателей центральной и южной Азии, но даже это большой шаг вперёд). На основе п...
  (читать дальше)

Маркус Перссон работает над игрой 0x10c
Следующей работой независимой шведской студии Mojang, которую возглавляет Маркус Перссон (Markus Persson), станет космическая игра 0x10c. Недавно Маркус пообещал выпустить некую «виртуальную космическую песочницу». Ею и станет игра 0x10c, разрабатываемая для ПК. Дата релиза пока не называется. События развернутся в мире с альтернативной историей. Человечество изобрело камеры глубокого сна, кот...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)