ระบบนำทางด้วยควอนตัมครั้งแรกของโลกที่ใช้เชิงพาณิชย์ได้จริงจากออสเตรเลีย แม่นยำพอไม่ต้องง้อ GPS !?

Q-CTRL สตาร์ตอัปด้านผลิตภัณฑ์จากควอนตัมในออสเตรเลีย เปิดตัว "ไอรอนสโตน โอปอล" (Ironstone Opal) ระบบนำทางด้วยเทคโนโลยีควอนตัม (Quantum navigation) ระบบแรกของโลกที่ผ่านการรับรองมาตรฐานสมควรเดินอากาศ RTCA DO-160 อย่างเป็นทางการ เคลมว่านำทางได้แม่นพอจะเป็นระบบสำรอง หรือแม้แต่เป็นทางเลือกที่สองของ GPS ในปัจจุบัน

ปัญหาแจมสัญญาณ GPS ทางทหารที่ลุกลามสู่การบินพลเรือน

ปัจจุบัน วิกฤตการณ์สงครามอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic warfare) และการแพร่ระบาดของการก่อกวนสัญญาณดาวเทียม (GPS jamming/spoofing) ทั้งในสมรภูมิยูเครนและอ่าวเปอร์เซีย ยิ่งไปกว่านั้น ภัยคุกคามดังกล่าวได้ลุกลามเข้าสู่ภาคการบินพลเรือน 

โดยสถิติล่าสุดระบุว่ามีเที่ยวบินพาณิชย์มากกว่า 1,500 เที่ยวบินต่อวัน ที่ต้องเผชิญกับการรบกวนสัญญาณ GPS จนทำให้สมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ (IATA) และสำนักงานความปลอดภัยการบินแห่งสหภาพยุโรป (EASA) ต้องออกแถลงการณ์ร่วมประกาศให้การรบกวนสัญญาณดาวเทียมเป็นความท้าทายร้ายแรงต่อความปลอดภัยในการบิน

Quantum Navigation: ทางเลือกทดแทน GPS

ด้วยเหตุนี้ Q-CTRL เลยพัฒนาและออกแบบให้ Ironstone Opal ใช้เทคโนโลยีควอนตัมในการนำทางอิสระที่ไม่พึ่งพาการรับส่งสัญญาณวิทยุจากดาวเทียมภายนอก ทำให้ไม่สามารถถูกรบกวนสัญญาณ (Jamming) หรือปลอมแปลงพิกัด (Spoofing) ได้อย่างเด็ดขาด

ระบบใช้การบูรณาการร่วมกันระหว่าง เซนเซอร์ควอนตัมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Q-CTRL และ เทคโนโลยีการจับคู่แผนที่แม่เหล็ก (Magnetic map matching technology) โดยตัวเซนเซอร์จะทำการวัดค่าสนามแม่เหล็กในท้องถิ่นอย่างแม่นยำสูง แล้วนำไปเปรียบเทียบเชิงสถิติตามพิกัดกับแผนที่แม่เหล็กโลกที่บันทึกไว้ในหน่วยความจำเพื่อคำนวณหาตำแหน่งปัจจุบัน

ประสิทธิภาพ Quantum Navigation จาก Q-CTRL

แม้ว่า Ironstone Opal มีหลักการที่คล้ายกับระบบนำทางภายในแบบเฉื่อย (Inertial Navigation: INS) ดั้งเดิม ทั้งวิธีการคำนวณตำแหน่งภายในด้วยเซนเซอร์ และการเทียบพิกัดด้วยสถิติกับการเคลื่อนที่

แต่สิ่งที่ต่างกันก็คือ Ironstone Opal สามารถรักษาประสิทธิภาพการนำทางที่จำเป็นของอุตสาหกรรมการบิน หรือ มาตรฐาน RNP 0.3 ได้สำเร็จ โดยสามารถคงความแม่นยำของพิกัดตำแหน่ง ที่คลาดเคลื่อนในระยะที่ต่ำกว่า 0.3 ไมล์ทะเล หรือน้อยกว่า 555.6 เมตร ได้ตลอดสัดส่วน 95% ของระยะเวลาการบินทั้งหมด

Quantum Navigation แก้โจทย์ทางฟิสิกส์เดิมได้

ส่วนสาเหตุที่ทำให้ Ironstone เหนือกว่าระบบนำทางเฉื่อยแบบดั้งเดิม คือการให้ผลลัพธ์ตำแหน่งที่เป็นอิสระจากการเบี่ยงเบนสะสมหรือไร้แรงดริฟต์ (Drift-free positioning) 

การเบี่ยงเบนสะสมที่ว่านี้ เป็นปัญหาตามหลักฟิสิกส์และนัยยะสำคัญทางวิทยาศาสตร์ ที่เกิดขึ้นเวลาเซนเซอร์ภายในวัดตำแหน่งเทียบกับตัวมันเองในเวลาก่อนหน้าเพื่อพยายามรักษาเส้นทางไว้ แต่ความคลาดเคลื่อนของเซนเซอร์จะทับถมเพิ่มขึ้นทุกครั้งที่ทำการวัด จนตำแหน่งคลาดเคลื่อนในที่สุด

Quantum Navigation ใช้ได้ทั้งพลเรือนและทหาร

Q-CTRL ได้พัฒนารูปแบบสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ออกมาหลายขนาด (Compact configurations) ไฮไลต์สำคัญคือการเปิดตัวรุ่นน้ำหนักเบาพิเศษ ที่มีพิกัดน้ำหนักต่ำกว่า 1 กิโลกรัม (<1kg UAV variant) สำหรับติดตั้งบนอากาศยานไร้คนขับ โดยตัวเซนเซอร์ควอนตัมขนาดกะทัดรัดนี้สามารถเลือกติดตั้งไว้ภายในโครงลำตัวหลัก (Fuselage) หรือติดตั้งบริเวณปีกของโดรนตรวจการณ์ระดับ Class II+ ของกลุ่มพันธมิตรนาโต (NATO) ได้อย่างยืดหยุ่น

ไมเคิล เจ. เบียร์คุก (Michael J. Biercuk) ประธานเจ้าหน้าที่บริหารและผู้ก่อตั้ง Q-CTRL เชื่อว่าระบบของตัวเองจะตอบโจทย์ปัญหาในปัจจุบัน ที่สัญญาณ GPS ล่มเป็นวงกว้างในหลายพื้นที่ทุกวัน รวมถึงในสหราชอาณาจักร ว่าอาจสร้างความเสียหายสูงถึงวันละ 1,000 ล้านปอนด์ หรือวันละ 45,000 ล้านบาท 

ปัจจุบัน ระบบดังกล่าวอยู่ระหว่างกระบวนการตรวจสอบและประเมินขีดความสามารถภายใต้ความร่วมมือกับผู้ผลิตเครื่องบินพาณิชย์รายใหญ่ ผู้ผลิตอาวุธหลักของกองทัพ (Defense primes) ตลอดจนหน่วยงานความมั่นคงภาครัฐ รวมถึงกระทรวงการสงครามของสหรัฐอเมริกา (U.S. Department of War) อีกด้วย

ทั้งนี้ Q-CTRL เตรียมนำเทคโนโลยีการบินขั้นสูงนี้ไปจัดแสดงในฐานะบริษัทควอนตัมเฉพาะทางเพียงแห่งเดียว ณ งานนิทรรศการการบินนานาชาติ Farnborough International Airshow ณ สหราชอาณาจักร ระหว่างวันที่ 20-24 กรกฎาคมนี้