Navigarea cu ajutorul radiațiilor cosmice ar putea îmbunătăți sistemele GPS la latitudini mari, precum și în medii subterane sau subacvatice.
Oficiul SUA pentru Cercetare Navală (ONR) a atribuit un contract companiei britanice Geoptic Infrastructure Investigations pentru a demonstra navigația în regiunea Arctică, unde acoperirea GPS este slabă din cauza poziționării sateliților GPS ai armatei SUA, care se află, în mare parte, la latitudini mai mici.
Sistemul de poziționare muometrică (muPS) al companiei folosește miuoni produși de raze cosmice în loc de semnalele radio furnizate de sateliți GPS. Atunci când o rază cosmică de înaltă energie lovește atmosfera superioară, se creează o ploaie de miuoni. Deși aceste particule trec prin materie solidă, ele pot fi detectate de contoarele de scintilație.
MuPS are un set de contoare de referință, care captează aversele de miuoni dintr-o locație predefinită. Ajutate de ceasuri atomice precise, sistemul triangulează sursa și momentul în care are loc fiecare astfel de ploaie. Prin compararea diferenței de timp a aceleiași ploi, un contor mobil își poate determina propria poziție.
Pentru a obține o locație fixă, metoda necesită mai multe ploi de miuoni. Totuși, în urma unor teste de laborator, cercetătorii au demonstrat faptul că sistemul este foarte precis. „Pentru a localiza un punct cu o precizie de 60 de milimetri sunt suficiente doar 10 evenimente cu miuoni. Măsurătorile ulterioare cresc precizia la peste 10 milimetri”, a declarat Lee Thompson din cadrul Geoptic.
În cadrul experimentului de demonstrare a principiului s-au utilizat detectoare cu dimensiuni de 1 metru pătrat și ceasuri atomice cu o precizie de 10 nanosecunde. Cu toate că acestea costă zeci de mii de dolari, în ultimul timp, prețul lor a început să scadă foarte mult.
Adevărata provocare este reprezentată de efectuarea unei demonstrații sub suprafața unui lac înghețat din Finlanda înainte de august 2022. „Temperatura medie este de aproximativ -20°C, așa că vom folosi snowmobile pentru transportarea echipamentelor și drujbe pentru efectuarea unor găuri în gheață”, a declarat Chris Steer din cadrul Goptic.
Scopul este acela de a demonstra faptul că muPS funcționează în condiții dificile de teren. Odată ce receptorul va fi calibrat cu ajutorul contoarelor de referință, acesta va putea să se localizeze în timp ce se află sub apă, chiar dacă el va comunica doar intermitent cu acele contoare.
MuPS ar putea oferi navigație subacvatică pentru vehicule și submarine fără echipaj. Navigația submarină precisă este o problemă majoră: în luna octombrie 2021, submarinul nuclear USS Connecticut a fost avariat în urma unei coliziuni cu un munte subacvatic.
„Este prima dată când aud că razele cosmice sunt folosite pentru navigație. Cu toate acestea, există o mulțime de potențiale aplicații noi, de la prospectarea mineralelor și până la inspectarea infrastructurii industriale și detectarea materialului nuclear”, a declarat David Mahon din cadrul Universității din Glasgow.