Nuevos dispositivos desarrollados con tecnología de la startup Q-CTRL fueron probados en Australia como alternativa a la navegación satelital tradicional, en medio de crecientes amenazas de China y Rusia contra los sistemas GPS.
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La creciente vulnerabilidad de los sistemas de navegación por satélite ha impulsado a Estados Unidos y sus aliados a buscar alternativas tecnológicas capaces de garantizar la precisión y seguridad en entornos hostiles. En este contexto, un reciente experimento realizado en un pequeño aeropuerto de la campiña australiana ha puesto a prueba un dispositivo basado en física cuántica que podría redefinir la forma en que drones, aviones y buques militares se orientan en el campo de batalla.
El dispositivo, desarrollado por la startup australiana Q-CTRL, utiliza láseres para interactuar con átomos y medir en tiempo real el campo magnético terrestre. Esta información, al compararse con mapas magnéticos detallados, permite determinar la ubicación exacta del usuario, ofreciendo así una alternativa a la navegación satelital tradicional como el GPS. Según explicó Russell Anderson, científico principal de Q-CTRL, al The Wall Street Journal, “este problema no había sido tan urgente hasta ahora, cuando estamos presenciando el fin del GPS confiable. Es la carrera armamentista actual en materia de navegación”.
La urgencia de encontrar soluciones se ha intensificado a raíz de los conflictos recientes, como la guerra en Ucrania, donde Rusia ha empleado técnicas de interferencia y suplantación de señales para inutilizar los sistemas de navegación satelital. Otros países, como China y Corea del Norte, también han desarrollado capacidades similares, lo que ha convertido la manipulación del GPS en un riesgo no solo militar, sino también para la aviación civil. Las autoridades europeas han acusado a Rusia de realizar bloqueos masivos de señales que afectan a aeronaves comerciales.
El principal inconveniente del GPS radica en la debilidad de sus señales, lo que facilita su bloqueo. Aunque Estados Unidos ha comenzado a desplegar una señal militar más potente, denominada M-code, la falta de financiación para los receptores necesarios ha retrasado su implementación, según indicó Todd Harrison, investigador del American Enterprise Institute, a The Wall Street Journal.
Harrison advirtió: “El ejército estadounidense ahora comprende que los futuros campos de batalla estarán completamente disputados en el dominio electromagnético, de una manera nunca antes vista”.
En este escenario, los dispositivos cuánticos emergen como una posible solución. Los relojes cuánticos, por ejemplo, pueden mejorar la precisión en la medición del tiempo, mientras que otros sensores, como el gravímetro desarrollado también por Q-CTRL, permiten la navegación detectando variaciones mínimas en la gravedad. Tanya Monro, científica jefe del Departamento de Defensa de Australia, subrayó a The Wall Street Journal: “La detección cuántica es una prioridad. Existe una necesidad absoluta y urgente de poder operar con una negación total del GPS”.
El instrumento probado en la ciudad australiana de Griffith, con una población de unos 27 mil habitantes, es un magnetómetro ópticamente bombeado. Este aparato dirige láseres hacia átomos de rubidio, un metal blando y plateado, contenidos en una pequeña ampolla de vidrio en estado gaseoso. Los láseres permiten medir los cambios en la orientación interna de los átomos, que actúan como una especie de brújula microscópica, y así calcular la intensidad del campo magnético local. El software de Q-CTRL elimina las interferencias externas, como las generadas por el propio avión, para obtener una medición precisa que se compara con mapas magnéticos, los cuales reflejan las variaciones del campo sobre la superficie terrestre.
Michael J. Biercuk, físico cuántico estadounidense y fundador de Q-CTRL, ilustró la utilidad del sistema al The Wall Street Journal: “Puedes salir al bosque y, con un mapa y tus ojos, identificar: ‘Bueno, ahí hay una colina, allí un valle y allá un arroyo, así que creo que estoy justo aquí en el mapa’. Puedes hacer exactamente lo mismo con estas señales magnéticas”.
Biercuk afirmó que no existe una forma realista de interferir a distancia con magnetómetros o gravímetros cuánticos, salvo mediante un pulso de energía que destruiría toda la electrónica de la aeronave. Añadió que los sensores de Q-CTRL han sido sometidos a vibraciones y maniobras dinámicas con resultados satisfactorios, incluyendo más de 140 horas de funcionamiento continuo a bordo de un buque australiano.
Durante las pruebas en Griffith, los ingenieros de Q-CTRL instalaron tres magnetómetros en diferentes puntos del avión, ya que la interferencia externa varía según la ubicación. Los dispositivos se compararon con un sistema de navegación inercial de alta gama, que estima la posición mediante giróscopos y acelerómetros y se utiliza como respaldo del GPS, especialmente en submarinos. Sin embargo, estos sistemas acumulan errores a lo largo de grandes distancias.
Según Biercuk, los tres magnetómetros ofrecieron resultados similares. En una prueba de ciento veintiocho kilómetros (ochenta millas), el sensor ubicado en la punta del ala arrojó una estimación de posición con un margen de error promedio de ciento ochenta y nueve metros (seiscientos veinte pies) respecto a la ubicación real, sin que la precisión disminuyera con el tiempo de vuelo. Este desempeño superó en más de diez veces al sistema de navegación inercial.
A pesar de estos avances, el GPS sigue siendo extremadamente preciso cuando está disponible. Un estudio citado por The Wall Street Journal indica que los teléfonos inteligentes con GPS suelen tener una precisión de hasta cinco metros (dieciséis pies) en espacios abiertos.
El enfoque basado en magnetómetros presenta desafíos, como la necesidad de contar con mapas magnéticos detallados y actualizados, algo que no siempre es posible. Además, se requiere abaratar el costo de los dispositivos para que puedan instalarse en drones económicos, similares a los que han cambiado la estrategia militar en Ucrania.
Allison Kealy, profesora de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Melbourne, especializada en posicionamiento y navegación, señaló a The Wall Street Journal: “La cuántica ofrece mucho potencial”, aunque advirtió que “creo que son como cualquier otro sensor. Tienen sus fortalezas y debilidades”.
Otras empresas exploran alternativas. Advanced Navigation, también australiana y fabricante de sistemas de navegación inercial, está por lanzar un sensor que mide la velocidad de una aeronave en tres dimensiones mediante láseres dirigidos al suelo. Este sistema, combinado con la navegación inercial, mejora la precisión en trayectos largos. Max Doemling, director de producto de Advanced Navigation, declaró a The Wall Street Journal: “Ninguna solución resuelve todos los problemas”. Doemling expresó su interés en incorporar sensores cuánticos cuando la tecnología esté lista, y mencionó colaboraciones previas con Q-CTRL.
