Em uma publicação em redes sociais feita nesta semana, a Boeing reporta que completou, em 2024, o primeiro teste de voo registrado no mundo feito com múltiplos sensores quânticos, permitindo que um avião em voo navegasse sem usar GPS por quatro horas.
Embora sensores quânticos para navegação tenham sido pesquisados em ambientes de laboratório por anos, o teste foi a primeira operação conhecida dos sensores em um avião durante o voo. Esse e voos subsequentes produziram dados de navegação em tempo real, necessários para qualquer aplicação da tecnologia.
O sistema de navegação quântica não experimenta, tipicamente, as interrupções temporárias de serviço que podem surgir com o GPS atual ou outros sistemas de navegação. A precisão do sistema de navegação quântica pode permitir que aviões em rotas comerciais naveguem sem GPS por todo o voo.
A equipe conduziu o teste usando uma unidade de medição inercial (IMU) quântica de seis eixos. A IMU foi integrada a um sistema de navegação inercial completo e implantada em um Beechcraft 1900D para a série de testes de voo. A IMU quântica é projetada para ser mais precisa do que as IMUs convencionais. A precisão melhorada pode levar a reduções nos erros de navegação de dezenas de quilômetros ao final de um longo voo para apenas dezenas de metros.
O teste de voo a partir de St. Louis, nos Estados Unidos, mostrou conclusivamente que os sensores quânticos foram capazes de operar com sucesso durante a decolagem, pouso e diversas manobras.
“A Boeing está liderando o desenvolvimento da tecnologia quântica que ajudará a melhorar a segurança de voo”, disse Ken Li, investigador principal para navegação quântica na Boeing.
A Boeing colaborou com a AOSense, com sede na Califórnia, para projetar e construir a IMU quântica.
“Projetamos nossa IMU quântica para operação robusta em ambientes hostis, e estamos satisfeitos em confirmar que durante o teste de voo o sensor desempenhou em todos os eixos de entrada conforme previmos”, disse o presidente da AOSense, Brenton Young. A AOSense vem desenvolvendo sensores quânticos desde 2004.
Como funciona
A IMU usa uma técnica de sensoriamento quântico chamada interferometria atômica para detectar rotação e aceleração usando átomos, proporcionando precisão e exatidão na navegação sem referência GPS.
A IMU consiste em três sensores inerciais quânticos, cada um dos quais mede acelerações e rotações em eixo único do avião. A unidade mantém o registro do caminho que o avião tomou desde sua posição inicial.
Os engenheiros da Boeing integraram os sensores inerciais quânticos com sensores adicionais e hardware para garantir o desempenho confiável em voo. O resultado foi o primeiro sistema de navegação conhecido habilitado por quântica de seu tipo.
“A capacidade de operar com segurança em ambientes negados ao GPS é crítica tanto para aplicações de defesa quanto comerciais”, disse Todd Citron, diretor de tecnologia da Boeing. “Este teste de voo mostra a abordagem inovadora da Boeing ao aproveitar tecnologias quânticas para desafios operacionalmente relevantes.”
A iteração e teste rápidos permitiram que, em um período de apenas 15 meses, a equipe da Boeing e da AOSense avançasse a tecnologia de três sensores de eixo único operando em um ambiente de laboratório para a IMU quântica operando em voo. Durante esse período, a equipe conduziu múltiplos testes de laboratório, de veículos terrestres e de voo, cada um focado em identificar melhorias para aumentar a capacidade e confiabilidade do sensor.
“Tais avanços rápidos indicam grande promessa para os sensores quânticos serem parte da próxima geração de sensores de navegação”, disse Jay Lowell, gerente de pesquisa em tecnologia quântica na Boeing. “Este teste de voo é um passo histórico nessa direção.”
O que vem a seguir
A Boeing conduzirá uma série de testes de laboratório para ajudar a entender como os sensores de navegação quânticos da IMU se comportam sob certas condições ambientais, como temperatura e vibração. Esses testes fornecerão dados para que os engenheiros da Boeing e AOSense melhorem o desempenho, robustez e confiabilidade do sistema de navegação quântica.
Informações da Boeing
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