• РЕГИСТРАЦИЯ

Гравитационная навигация как инструмент будущего

7 1345


Гравиметрическая карта России и прилегающих территорий в масштабе 1:2 500 000. ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского, 2016 г. / vsegei.com
Существуют и широко используются несколько типов систем навигации, отличающиеся принципами действия и точностью измерений. В будущем в эксплуатацию может поступить принципиально новая система, вычисляющая координаты по особенностям гравитационного поля Земли (ГПЗ). Ожидается, что такой способ определения местоположения будет отличаться особой точностью – и при этом высокой сложностью.
 

Перспективное направление


Наличие развитой космической группировки и совершенствование всех основных технологий открывает перед мировой наукой новые возможности. В частности, наличие высокоточных инструментов измерения физических полей планеты и объектов на ее поверхности позволяет составлять подробные модели разного рода, пригодные для применения в разных сферах.


На протяжении нескольких последних лет в нашей стране и за рубежом ведутся исследования в направлении т.н. гравитационных навигационных систем. Выполняются необходимые работы и собираются новые данные, перерабатываемые для дальнейшего использования. Уже определены основные принципы работы новой навигационной системы, и продолжается процесс ее создания.

В России работы в этом направлении ведет несколько организаций. В частности, Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) из состава Росстандарта занимается созданием техники для сбора данных и обработкой поступающей информации о ГПЗ с целью создания новых средств навигации.


Принципы работы спутниковой системы ГЛОНАСС. Комплекс критически зависит от радиосвязи, что приводит к рискам. Графика ИАЦ КВНО / glonass-iac.ru
Последние сообщения на тему гравитационной навигации появились на днях. Еженедельник «Звезда» со ссылкой на руководство Росстандарта писал о продолжении работ по перспективному проекту и получении новых результатов. Также напомнили о преимуществах новых технологий и сферах их применения.
 

Измерение и вычисление


В основе концепции гравитационной навигации лежит тот факт, что параметры ГПЗ в разных точках поверхности планеты (или над ней) незначительно отличаются. Земля не является идеальным шаром или эллипсоидом; ее поверхность имеет сложнейший рельеф, а толща земной коры сложена из разных материалов. Все это влияет на параметры гравитации на поверхности и вблизи нее. Нередко фактические значения отличаются от расчетных для данной точки, что называется гравитационной аномалией. Кроме того, из-за ряда факторов в разных точках наблюдается отличающаяся центробежная сила.

Концепция предусматривает измерение параметров ГПЗ и центробежной силы в разных точках с дальнейшей обработкой. Получившаяся гравиметрическая карта может вводиться в память навигационной аппаратуры и использоваться в вычислениях. На основе данных о ГПЗ возможна коррекция работы инерциальных или спутниковых навигационных систем. При этом общая погрешность всего комплекса сокращается до сантиметров. Кроме того, ИНС с коррекцией по данным о ГПЗ отличается высочайшей помехоустойчивостью.

Наблюдения показывают, что ГПЗ является достаточно надежным «эталоном» для навигационных систем. Скорость изменения гравитационного поля значительно ниже, чем у магнитного, и данные о ГПЗ могут использоваться в течение десятков лет без заметной потери точности вычислений. Впрочем, землетрясения и иные процессы могут изменять состояние ГПЗ и требовать обновления карт.
 

Практические меры

Согласно сообщениям последних лет, российские ученые – как и их зарубежные коллеги – уже не первый год занимаются сбором данных, поиском гравитационных аномалий и составлением гравиметрических карт. Специальная аппаратура на борту летательных аппаратов и спутников измеряет значения полей в огромном числе точек и передает их наземным вычислительным центрам. Итогом такой работы становится карта, способная обеспечить высокую точность навигации.

Гравитационная навигация как инструмент будущего
КА системы ГЛОНАСС разных модификаций. Графика ИАЦ КВНО / glonass-iac.ru
Также осуществляется разработка навигационного оборудования, способного использовать новые карты и взаимодействовать с другой аппаратурой. Однако, насколько известно, такие проекты еще не привели к появлению изделий, пригодных к реальной эксплуатации.

Внедрению новых принципов навигации пока может помешать отсутствие точных карт значительной части земной поверхности. Фактически на данный момент навигация по ГПЗ на практике не дает особых преимуществ перед ИНС или спутниковыми системами. Ситуация может измениться лишь в будущем, когда будут выполнены все необходимые исследования и проектные работы.
 

Сферы применения

Новые принципы навигации могут найти применение в разных сферах, где требуется особо точное определение координат, независимость от внешних источников сигнала и другие специфические особенности. Прежде всего, это военное дело. Появление пригодных к эксплуатации гравитационных систем навигации позволит повысить боеспособность широкого круга образцов техники и вооружений.

Военным может быть интересна как повышенная точность вычисления координат, так и уникальная помехозащищенность. По сути, единственным способом воздействия на такие системы является искусственное изменение ГПЗ – что требует колоссальных усилий или вовсе невозможно.


Высокоточная управляемая ракета, используя гравиметрическую карту, сможет более точно следовать по заданному маршруту и поразить цель с известными координатами с меньшим отклонением. Такие принципы могут использоваться как крылатыми, так и баллистическими ракетами. Впрочем, для такой операции потребуется точная и актуальная карта ГПЗ на маршруте, что предъявляет особые требования к разведке и организации удара.


Гравитационные аномалии на поверхности Земли по данным миссии NASA GRACE. Графика NASA / earthobservatory.nasa.gov
Новые принципы навигации представляют большой интерес для науки. С их помощью можно осуществлять более точную привязку, что полезно при различных исследованиях в ряде областей. Точность сбора данных повышается, и это сможет стать основой для новых важных открытий.

Не следует забывать и про гражданский и коммерческий транспорт. В нормальной обстановке кораблям или самолетам достаточно имеющихся средств навигации, но в некоторых ситуациях могут требоваться более точные системы. Вполне возможно, что появление полноценных работоспособных средств навигации по ГПЗ заинтересует авиа- и судостроителей, а также коммерческих перевозчиков.
 

В ожидании успеха


Согласно последним сообщениям, ВНИИФТРИ сейчас занят составлением точных гравиметрических карт разных районов, пригодных для дальнейшего использования на практике. Данные о параметрах ГПЗ и наблюдаемых силах обрабатываются и переводятся в удобную для использования форму. Также ведется разработка навигационной аппаратуры для внедрения на практике.

Обе эти составляющие нового направления отличаются высокой сложностью, продолжительностью и трудозатратами. К сожалению, даже примерные сроки внедрения новых технологий на практике остаются неизвестными. Кроме того, неясны фактические перспективы таких разработок с точки зрения применения в разных сферах. Тем не менее, работы ведутся, и в будущем следует ожидать реальные результаты. Если новые технологии дойдут до применения и оправдают ожидания, в ряде сфер произойдет коренной перелом.

https://topwar.ru/166983-gravi...

Будущее - это технологии

Глобалисты против националистов: гражданская война всемирного масштаба?

Не знаю как на вас, а лично на меня сцена в Американском Конгрессе, когда спикер нижней палаты, демократка Нэнси Пелоси демонстративно разорвала текст обращения Трампа к нации произвела...

Сенсационные данные США по проживающим там уроженцам России

В середине прошлого года публиковал на АШ материал "Численность жителей США родом из России (реальность vs мульки либерды)." Это были официальные данные США по состоянию на 2017 год...

Союзное государство и Лукашенко

Я очень долго молчал по поводу того, что творит Лукашенко. Частично по старой памяти, потому что «Бацьку» в России и на Украине многие любят. Частично потому, что оставалась немалая надежд...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    JeDi Вчера 20:37

    Малоизвестные объекты Солнечной системы

    К настоящему моменту с помощью космического аппарата «Кеплер» астрономы смогли найти и подтвердить существование 4896 планет. А совсем недавно был открыт газовый гигант с колоссальной системой из 160 колец, так что может показаться, что мы уже кое-что знаем о том, что происходит в космосе. Тем не менее Вселенная не устаёт преподносить нам сюрпризы. ...
    671
    JeDi Вчера 20:36

    Спиральная галактика NGC 5317

    На этом изображении телескопа «Хаббл» запечатлена галактика NGC 5317. Она расположена в созвездии Девы на расстоянии 45 млн световых лет от Млечного пути. NGC 5317 иногда называют «архетипичной спиральной галактикой». Этот термин употребляют по отношению примерно к 10% подобных объектов. В то время как все спиральные галактики имеют ...
    157
    JeDi Вчера 19:02

    Любопытные объекты на Млечном Пути

    Здравствуйте уважаемые. Намедни пришла новость, что японские астрономы обнаружили загадочные движения газовых облаков вблизи центра Млечного Пути. Это может указывать на наличие необычных типов черных дыр, чье существование ранее подвергалось сомнению. Ученые отследили движение высокоскоростных газовых облаков в центре галактики. Одно из этих облаков — HCN-0...
    247
    JeDi Вчера 16:52

    Астрономы нашли мертвую галактику в ранней Вселенной

    Международная команда астрономов объявила о необычной находке. Она была сделана при помощи спектрометра MOSFIRE, установленного в гавайской обсерватории Кека. В ходе наблюдений астрономы обнаружили «мертвого гиганта» на краю наблюдаемой Вселенной. Речь идет о массивной галактике, получившей обозначение XMM-2599. Испущенному ей свету потребовал...
    490
    JeDi Вчера 12:20

    Огни заснеженной Канады

    Эти изображения были сделаны установленным на спутнике Suomi NPP радиометром VIIRS (Infrared Imaging Radiometer Suite) 4 февраля 2020 г. На них  можно увидеть ночную Канаду и ее некоторые города, в частности Эдмонтон и Калгари. В кадр также попали Большое Невольничье озеро и Большое Медвежье озеро. В момент съемки над северо-восточной частью страны п...
    370
    JeDi Вчера 11:39

    Гонки космических шпионов

    Любопытная история разыгрывается сейчас на околоземной орбите: российский спутник-инспектор подбирается к американскому спутнику-шпиону, тот пытается своими маневрами затруднить сближение, а астрономы-любители наблюдают за происходящим и рассказывают нам. Вид на телескоп "Хаббл" с шаттла. Примерно так может выглядеть конструктивно близкий USA 245 с &ldq...
    892
    JeDi 16 февраля 22:45

    «Венец» Юпитера

    Звезды окружены протяженными коронами. Так называют верхние слои их атмосфер, состоящие из горячей разреженной плазмы. Корону вокруг Солнца мы лучше всего можем разглядеть во время полных затмений. В момент, когда Луна полностью закрывает диск нашего светила, вокруг нее появляется характерный яркий ореол. Однако термин «корона» (или «венец&raq...
    430
    JeDi 14 февраля 19:45

    Космические валентинки от миссии OSIRIS-REx

    У сотрудников группы сопровождения миссии OSIRIS-REx есть одна занятная традиция. Ежегодно перед днем святого Валентина она публикуют подборку постеров, посвященных этому празднику. 2020 год не стал исключением. В преддверии 14 февраля на официальном сайте OSIRIS-REx была выложена новая серия изображений, обыгрывающих в романтическом стиле нынешний этап мисс...
    359
    JeDi 14 февраля 16:08

    Первый снимок Земли от «Электро-Л» № 3

    7 февраля аппарат «Электро-Л» № 3 передал на Землю первую фотографию. На нем можно увидеть акваторию Тихого океана, Австралию, Новую Зеландию и острова Малайского архипелага. Изображение составлено из снимков, сделанных в видимом и инфракрасном диапазоне. «Электро-Л» № 3  был запущен 24 декабря 2019 года. Он стал третьим аппарат...
    803
    JeDi 14 февраля 13:54

    NASA показало обновленную версию Pale Blue Dot

    В 1980 году аппарат «Вояджер-1» выполнил пролет Сатурна, тем самым завершив свою основную миссию. Вскоре после этого известный ученый и популяризатор науки Карл Саган обратился к NASA с предложением развернуть аппарат, чтобы сделать прощальный снимок Земли. Он признавал, что такое фото не будет иметь научного значения. По мнению Сагана, ценность снимка зак...
    540
    JeDi 13 февраля 21:31

    Венера, Юпитер и Млечный путь над Ла-Силья

    На этом замечательном изображении запечатлено прекрасное ночное небо над горой Ла-Силья. В левой части снимка у самого горизонта можно увидеть два очень ярких объекта. Это планеты Юпитер и Венера. Выше протянулась прекрасная полоса Млечного пути. Вершина горы Ла-Силья является одним из лучших мест для астрономических наблюдений на нашей планете. Во-пе...
    789
    JeDi 13 февраля 20:16

    Марс за время существования пережил три столкновения с зародышами планет

    Марс за время существования пережил три столкновения с зародышами планет. К такому выводу пришли планетологи из Юго-западного исследовательского института (SwRI), которые занимаются изучением химического состава красной планеты. Согласно теории формирования планет, во время создания этих объектов из протопланетного газового диска происходит постоянное...
    613
    JeDi 13 февраля 20:13

    Похожая на Землю луна Сатурна провалила тест на существование внеземной жизни

    Титан — наиболее похожий на Землю объект Солнечной системы, на котором есть свои времена года, имеются собственные реки, озера и даже моря с той лишь только разницей, что средние температуры в этом далеком от Солнца месте никогда не превышают -180 градусов, а вся вышеупомянутая жидкость представлена метаном и этаном — веществами, существующими на Земл...
    577
    JeDi 13 февраля 20:04

    Обнаружен странный повторяющийся сигнал из космоса

    Быстрые радиовсплески (FRB)- одни из самых таинственных сигналов глубокого космоса. Эти малоизученные космические послания, исходящие от далеких звезд и черных дыр, чаще всего характеризуются своей непредсказуемостью, прыгая по Вселенной без видимой причины. Как сообщает портал sciencealert.com, один из таких невероятных межзвездных сигналов ученые смогли засечь ...
    1057
    JeDi 13 февраля 19:57

    Есть ли звезды, которые не светят?

    Все мы смотрим на небо и видим там звезды и планеты. В звездах происходят реакции термоядерного синтеза и они испускают свет, который через долгие годы мы видим у себя на планете. Но оказывается существуют звезды, которые не светятся вообще. В 1910 году ученые Генри Рассел и Эйнар Герцшпрунг (независимо друг от друга) предложили специальную диаграмму, котора...
    586
    JeDi 13 февраля 16:14

    Стартовый комплекс Ariane 6

    Это изображение было сделано на космодроме Куру во Французской Гвиане в январе 2020 года. В центре кадра можно увидеть мобильную пусковую платформу, которая будет использоваться для транспортировки новой ракеты Ariane 6 к стартовому столу. Мобильная пусковая платформа имеет высоту 90 м и весит 8200 тонн. Она передвигается по рельсам. Платформа дает инженера...
    336
    JeDi 12 февраля 20:18

    В поисках марсианских метеоров

    Представленные изображения были сделаны во время марсианской ночи закрепленной на корпусе аппарата InSight широкоугольной камерой ICC. На них показано небо Красной планеты. На первый взгляд может показаться, что на снимках запечатлено множество звезд. Но это лишь иллюзия. На самом деле, абсолютное большинство точек и линий появились на изображениях из-за во...
    464
    JeDi 12 февраля 12:32

    Во время испытания Starliner была выявлена еще одна проблема

    20 декабря 2019 года компания Boeing провела первое орбитальное испытание своего корабля CST-100 Starliner. Предполагалось, что он состыкуется с МКС, проведет неделю в составе орбитального комплекса, после чего вернется на Землю. Однако этот план так и не был реализован. Из-за сбоя в системе отсчета бортового времени корабельный компьютер Starliner некорректно рассчи...
    642
    JeDi 11 февраля 20:13

    Орбитальное испытание ракеты Astra состоится 21 февраля

    Аэрокосмический стартап Astra Space назвал дату проведения первого орбитального испытания своей малой ракеты Astra. Она будет запущена 21 февраля с территории стартового комплекса на острове Кодьяк у берегов Аляски. Известно, что носитель работает на жидком топливе и имеет длину 12 м. Он может вывести до 200 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту...
    246
    JeDi 11 февраля 20:09

    Telegram опубликовал инструкцию создания сайтов в децентрализованной сети TON

    Telegram опубликовал инструкцию создания сайтов в децентрализованной сети TON на своей блокчейн-платформе Telegram Open Network. Согласно описанию, сайты сети TON могут использоваться в качестве входа для других сервисов платформы. То есть html-страницы, которые грузятся с TON Sites, могут содержать ссылки типа ton://. Перейдя по такой ссылк...
    930
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика