Boeing completó el primer vuelo del mundo utilizando un sistema de navegación cuántica autónomo, sin dependencia de señales GPS. El ensayo, realizado en 2024 a bordo de un Beechcraft 1900D, se extendió durante cuatro horas continuas y marca un avance en alternativas de navegación aérea para entornos con restricciones de señal.
El sistema se basa en una técnica de detección cuántica llamada interferometría atómica, mediante la cual se detectan rotaciones y aceleraciones utilizando átomos. Esto permite determinar la trayectoria recorrida con alta precisión, sin necesidad de referencia GPS.
La Unidad de Medición Inercial (IMU) cuántica desarrollada por Boeing y AOSense está compuesta por tres sensores inerciales cuánticos independientes, cada uno capaz de medir aceleraciones y rotaciones en un solo eje. En conjunto, permiten mantener un seguimiento del desplazamiento de la aeronave desde su punto de partida. Los sensores fueron integrados con hardware adicional y otros sensores para garantizar su rendimiento en vuelo.
La IMU cuántica evolucionó desde configuraciones de laboratorio con sensores de un solo eje hasta una versión operativa en vuelo en apenas 15 meses, gracias a un proceso de iteración y prueba rápida en laboratorio, vehículos terrestres y aeronaves.
Aplicaciones operativas y software complementario
El vuelo también validó el software All Source Positioning, Navigation and Timing (ASPNT) de Boeing, que combina datos de múltiples fuentes alternativas al GPS. Entre ellas se encuentran navegación visual, navegación referenciada al terreno, anomalías gravitacionales y magnéticas, señales de oportunidad (SOOP) y navegación por estrellas.
“Este vuelo representa un primer paso histórico hacia una nueva generación de sensores de navegación”, señaló Jay Lowell, Principal Senior Technical Fellow de Boeing y gerente de investigación en tecnología cuántica.
En paralelo al sistema IMU cuántico, se evaluaron otros dos sensores:
AQNav, desarrollado por SandboxAQ, que utiliza el campo magnético terrestre para comparar mediciones en tiempo real con mapas preexistentes, lo que permite limitar la deriva del sistema inercial y reducir errores de navegación acumulados.
Un rastreador estelar de uso diurno, desarrollado junto con HRL Laboratories, que proporciona referencias precisas de actitud y posición a través de cámaras SWIR (infrarrojo de onda corta) y dos telescopios montados junto a una ventana especial de la aeronave. Este sistema, compacto y de bajo consumo, mejora la identificación estelar incluso con vibraciones y movimientos del avión.
Escenarios sin GPS y desarrollo futuro
Boeing señala que la capacidad de operar en entornos sin GPS es crítica tanto para aplicaciones civiles como de defensa. Entre los casos de uso se destacan rutas polares, transoceánicas, misiones autónomas o escenarios militares con riesgo de jamming o spoofing.
El sistema AQNav funciona de manera pasiva, es resistente a interferencias, independiente del terreno y operable en todo tipo de clima, sin requerir intervención del usuario.
Boeing ya trabaja en nuevas fases de validación para evaluar el rendimiento de estos sistemas bajo condiciones extremas de temperatura y vibración.
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