Cercetătorii japonezi au găsit o alternativă la GPS bazată pe raze cosmice. Soluția care poate înlocui sateliții

Satelit
Shutterstock

GPS-ul este folosit zilnic pentru navigație, servicii de livrare, transport și localizarea diferitelor dispozitive, însă tehnologia are limite importante. 

Semnalele transmise de sateliți pot deveni foarte slabe sau pot dispărea complet în subteran, sub apă ori în interiorul unor clădiri. Cercetătorii din Japonia testează o alternativă care folosește particule generate de razele cosmice pentru stabilirea poziției.

O echipă de la Universitatea din Tokyo, coordonată de profesorul Hiroyuki Tanaka, a dezvoltat un sistem denumit Wireless Muometric Navigation System (MuWNS). Tehnologia utilizează muoni, particule subatomice care se formează atunci când razele cosmice ajung în atmosfera Pământului și interacționează cu particulele din aer.

Spre deosebire de semnalele radio utilizate de GPS, muonii au capacitatea de a traversa cantități mari de materie, inclusiv beton, rocă și apă. Această proprietate îi face interesanți pentru dezvoltarea unor sisteme de navigație în locurile în care tehnologiile bazate pe sateliți nu pot fi utilizate.

De ce GPS-ul nu funcționează în subteran sau sub apă

GPS-ul stabilește poziția unui dispozitiv prin măsurarea semnalelor transmise de sateliți aflați pe orbită. Pentru o localizare precisă sunt necesare, în mod obișnuit, semnale provenite de la cel puțin patru sateliți.

Undele radio utilizate de sistem au însă dificultăți în a traversa obstacole precum pereții groși, rocile sau apa. Din acest motiv, precizia GPS poate scădea în interiorul clădirilor și în zonele urbane foarte dense, iar semnalul poate deveni indisponibil în subteran sau sub apă.

În plus, sistemele de navigație prin satelit pot fi afectate de bruiaj sau de falsificarea intenționată a semnalelor, cunoscută sub denumirea de „spoofing”.

Cum pot fi folosiți muonii pentru navigație

Muonii ajung în mod natural la suprafața Pământului ca rezultat al interacțiunii razelor cosmice cu atmosfera. Aproximativ 10.000 de astfel de particule ar ajunge, în fiecare minut, pe fiecare metru pătrat de suprafață terestră.

O caracteristică importantă a muonilor este capacitatea lor de a pătrunde prin materiale prin care undele radio nu pot trece. Particulele își pierd treptat energia în funcție de cantitatea și densitatea materiei traversate, dar unele pot străbate volume mari de rocă sau beton.

Pornind de la această proprietate, cercetătorii au dezvoltat un sistem în care mai multe detectoare amplasate în poziții cunoscute joacă un rol asemănător sateliților GPS. Poziția unui detector mobil poate fi calculată prin compararea momentelor în care aceiași muoni sunt identificați de stațiile de referință și de dispozitivul aflat în mișcare.

Sistemul a fost testat într-un subsol

Pentru testarea versiunii wireless a tehnologiei MuWNS, cercetătorii au instalat patru stații de referință la etajul al șaselea al unei clădiri.

Un membru al echipei a coborât ulterior în subsol, unde a parcurs mai multe coridoare având asupra sa un detector portabil de muoni.

Pe baza informațiilor înregistrate simultan de detectorul mobil și de stațiile amplasate la etajele superioare, cercetătorii au putut reconstitui traseul parcurs în subsol, într-un spațiu în care semnalul GPS convențional nu putea fi utilizat corespunzător.

Experimentul a demonstrat că navigația bazată pe muoni poate funcționa în interiorul unor structuri solide și în zone inaccesibile sistemelor clasice de poziționare prin satelit.

Ce precizie are sistemul de navigație bazat pe raze cosmice

Tehnologia se află încă într-o etapă experimentală și nu poate înlocui GPS-ul în forma actuală.

În cadrul testelor, precizia poziționării a variat între aproximativ 2 și 25 de metri, iar sistemul a putut funcționa pe distanțe de până la aproximativ 100 de metri.

Una dintre principalele dificultăți este sincronizarea foarte precisă a ceasurilor utilizate de detectoare. Pentru stabilirea poziției trebuie măsurate diferențe extrem de mici între momentele în care muonii sunt detectați de diferitele dispozitive.

Cercetătorii consideră că îmbunătățirea stabilității și preciziei acestor ceasuri ar putea permite, în viitor, creșterea considerabilă a performanțelor sistemului.

Unde ar putea fi folosită tehnologia

Navigația bazată pe muoni ar putea deveni utilă în special în medii în care semnalele GPS nu pot pătrunde.

Printre aplicațiile avute în vedere se numără operațiunile de căutare și salvare desfășurate în subteran, monitorizarea unor structuri sau fenomene geologice, explorarea mediilor subacvatice și ghidarea vehiculelor autonome în tuneluri, mine sau alte spații închise.

Tehnologia ar putea fi utilizată și pentru roboți mobili care trebuie să se deplaseze în locuri unde sistemele convenționale de poziționare nu sunt disponibile sau suficient de precise.

Cercetarea publicată în jurnalul iScience reprezintă o demonstrație experimentală a unui sistem wireless de navigație bazat pe muoni. Deși tehnologia necesită în continuare îmbunătățiri înainte de a putea fi utilizată pe scară largă, rezultatele indică posibilitatea dezvoltării unei soluții complementare GPS-ului pentru navigația în subteran, sub apă sau în interiorul unor structuri masive.

Articol recomandat de sport.ro
FOTO | Bernadette Szocs și-a suprins fanii cu ultima postare
FOTO | Bernadette Szocs și-a suprins fanii cu ultima postare
Citește și...
62276257
Unul dintre cele mai ample studii despre bolile infecţioase emergente identifică factorii-cheie pentru prevenirea focarelor

Unul dintre cele mai extinse studii privind bolile infecțioase emergente arată că riscul focarelor este influențat de factorii de mediu și de activitatea umană, care diferă considerabil de la o boală la alta și între regiuni.

62598541
Studiu: Un atlas celular dezvăluie ce au în comun bolile creierului. Ce au descoperit cercetătorii

Cel mai amplu atlas celular al bolilor creierului arată că Alzheimer, Parkinson și unele forme de demență, deși considerate afecțiuni distincte, au în comun o serie de modificări moleculare și celulare.

61381934
Un nou studiu arată câte porții de cereale integrale ar trebui consumate zilnic pentru a reduce riscul bolilor de inimă

Cerealele integrale sunt o parte esențială a unei alimentații sănătoase, fiind bogate în fibre, carbohidrați și nutrienți. Cu toate acestea, multe persoane nu consumă suficiente cereale integrale.

Recomandări
62586943
Ambasadoare SUA, despre căderea Guvernului Bolojan: ”Putem face asta oricărei țări”. Întâlnire cu Grindeanu și Simion

Un articol publicat de Wall Street Journal a produs o undă de șoc pe scena politică de la București. 

Vlcsnap 2026 09 27 16h52m59s871
DNA arată traseul șpăgii de 450.000 euro din România către expertul sloven. Însemna 2% dintr-un proiect energetic în Harghita

Expertul sloven acuzat de DNA că ar fi pretins o jumătate de milion de euro mită de la firma care construiește în România unul dintre cele mai mari sisteme de baterii de stocare a energiei electrice a fost arestat preventiv. 

Screenshot 2026 09 27 180645
Cât de pregătită este România pentru războiul dronelor. Timpul scurt pe care Armata îl are la dispoziție pentru a le doborî

„Cu drona în coastă”, partea I. O dronă lovește un bloc din Galați. Alta, încărcată cu explozibil, intră nedetectată în Portul Constanța. Iar în larg, dronele ajung la câteva sute de metri de platformele de petrol și gaze.