Gigantyczny czujnik ruchu pomoże technologii GPS

fot. pixabay

Gigantyczny podziemny czujnik ruchu zainstalowany w Niemczech dokonał pierwszych pomiarów obrotu i nachylenia Ziemi. Stojący za nim naukowcy wciąż próbują podnieść dokładność maszyny, a ich obserwacje mogą pewnego dnia sprawić, że nawigacja GPS będzie działać jeszcze bardziej niezawodnie.

Zjawiska, takie jak trzęsienia ziemi i przypływy oceaniczne nieustannie zaburzają obroty Ziemi, co wymaga ciągłej korekty sygnałów satelitarnych GPS. Zazwyczaj poprawki wykorzystują obserwacje teleskopowe, które bazują na zestawie współrzędnych astronomicznych do określenia orientacji Ziemi w przestrzeni. Niestety przetwarzanie danych z teleskopu może zajmować nawet kilka dni. Dzięki nowej technologii ruchy obrotowe wyrażone za pomocą danych sejsmologicznych mogą być skutecznie wykrywane w ramach matrycy żyroskopowej ROMY. Może ona w sposób ciągły monitorować drobne zmiany w ruchu obrotowym Ziemi.

ROMY tworzy odwrócona piramida wykonana z rur. W obrysie czterech trójkątnych ścian śledzone są ruchy wiązek laserowych biegnących w różnych kierunkach. W ramach jednej ściany urządzenia, światło kierowane jest przeciwsobnie i dzięki systemowi luster kreśli dwa kształty pozornie identycznych trójkątów. Wiązki poruszają się podczas obrotu Ziemi. Biegnące w tym samym kierunku co sam obrót, aby wykreślić trójkąt, muszą pokonać większy dystans. Analiza wzajemnego niedopasowania długości fal przeciwnie skierowanych do siebie laserów pozwala wyznaczyć prędkość i nachylenie osi obrotu Ziemi.

Podczas prawie siedmiotygodniowego testu wiosną ubiegłego roku ROMY okazał się być wrażliwy na zmiany nachylenia Ziemi w skali mniejszej niż 0,00014 stopnia. Ta pozornie niewielka zmiana przesuwa bieguny Ziemi o około 15 metrów. ROMY potrafił również wykryć zmianę szybkości wirowania Ziemi tak małą, że sumowałaby się do zaledwie czterosekundowej różnicy w ciągu dnia w ramach jednego obrotu.

Technologia wciąż nie jest tak dokładna, jak pomiary z użyciem teleskopów. Aby stać się konkurencyjną pod kątem dokładności, musi się ona zwiększyć co najmniej stukrotnie. Wymaga to w najbliższym czasie zabezpieczenia maszyny przed zmianami temperatury, które powodują kurczenie i rozszerzanie się orurowania.

(rr)