5 min

Atomová navigace jako budoucnost? Námořnictvo testuje

Přidejte si obsah Centrum.cz do oblíbených zdrojů pro Google hledání a Google zprávy

Sdílet

Dennívýzva

Satelitní navigace je přesná a dostupná, její slabý rádiový signál však lze ztratit, rušit nebo podvrhnout. Vojenské laboratoře proto zkoušejí senzory a hodiny založené na ultrachladných atomech.

Experimentální loď XV Patrick Blackett pluje po moři

Zdroj: Royal Navy/Wikimedia Open Government Licence v3.0

Britské Královské námořnictvo v srpnu 2026 propojilo dvojici atomových hodin s vojenskými radary Giraffe 1X. Při experimentu záměrně simulovalo narušení běžných navigačních dat a sledovalo, zda si systém všimne nesouladu v časových údajích. Experimentální loď XV Patrick Blackett přitom sloužila jako jeden z uzlů zkušební sítě.

Podle zprávy Royal Navy o srpnové zkoušce šlo o první známé nasazení dvojice britských hodin s ultrachladnými atomy při řešení konkrétního obranného problému. Nebyl to však kompletní kvantový kompas. Přesné hodiny samy o sobě lodi neprozradí, kde se nachází.

Pojem kvantová navigace totiž nezastupuje jediný přístroj. Patří pod něj atomové hodiny, mimořádně citlivé akcelerometry a gyroskopy, ale také senzory měřící zemské magnetické či gravitační pole. Společným cílem je omezit závislost na signálu přicházejícím z oběžné dráhy.

Československé opevnění nebylo v roce 1938 hotové. Plán sahal až do roku 1951

Satelity určují polohu, inerciální systém počítá cestu

Navigace GPS a dalších družicových systémů stojí na velmi přesném měření času. Přijímač porovnává signály z několika družic a z jejich zpoždění vypočítá svou polohu. Řešení je globální, rychlé a natolik levné, že se dostalo do telefonů, automobilů, letadel i lodí.

Signál, který dorazí z oběžné dráhy, je ale velmi slabý. Může ho zastínit budova, terén nebo voda. Silnější vysílač jej dokáže přehlušit a falešný signál se může pokusit přijímači vnutit nesprávnou polohu či čas.

Loď ani letadlo se při výpadku GPS okamžitě neztratí. K dispozici mají radar, mapy, klasické navigační postupy a především inerciální navigační systém. Ten vychází ze známé počáteční polohy a pomocí akcelerometrů a gyroskopů průběžně počítá další pohyb.

Problémem je postupné hromadění odchylek. Nepatrná chyba při měření zrychlení se promítne do vypočítané rychlosti a následně také do polohy. Čím déle systém pracuje bez vnější kontroly, tím větší může být rozdíl mezi vypočítaným a skutečným místem.

Stolní atomový interferometr s vakuovou komorou a optickými prvky — Stolní atomový interferometr používající ultrachladné atomy k mimořádně přesnému měření změn okolního prostředí.

Ultrachladné atomy fungují jako přesné pravítko

Kvantový akcelerometr měří stejnou veličinu jako běžný elektronický senzor. Nepoužívá však pouze mechanickou součástku. Uvnitř vakuové komory pracuje s oblakem atomů ochlazených téměř k absolutní nule.

Atomy se za těchto podmínek začnou výrazněji projevovat také jako vlny. Soustava přesně řízených laserových pulzů jejich vlnové chování rozdělí a následně znovu spojí. Z výsledného interferenčního obrazce lze určit, jaké zrychlení na atomy působilo. Lasery tak vytvářejí jakési optické pravítko.

Imperial College London při popisu svého námořního prototypu vysvětluje, že naměřené zrychlení je nutné spojit s údaji o otáčení a se známou výchozí polohou. Teprve potom lze vypočítat, kam se plavidlo přesunulo. Ani kvantový senzor tedy nepozná svou polohu „z ničeho“. Jeho přínosem má být stabilnější měření s menším dlouhodobým driftem.

V roce 2023 se prototyp kvantového akcelerometru vydal na moře na palubě lodi XV Patrick Blackett. O rok později proběhly v Británii letové zkoušky optických atomových hodin a systému s ultrachladnými atomy v upraveném letounu RJ100.

Šlo stále o části budoucího kvantového inerciálního systému, nikoliv o sériovou navigaci připravenou nahradit běžné GPS přijímače.

Atomové hodiny znají čas, nikoli adresu

Poloha bývá nejviditelnější částí navigace, stejně důležitý je ale přesný čas. Potřebují ho radary, komunikační sítě, energetická infrastruktura i systémy, které mají společně zpracovávat data z několika míst.

Atomové hodiny používají stabilní frekvenci přechodů mezi energetickými stavy atomů jako časovou referenci. Jejich přenosná varianta může zařízení udržet přesně synchronizovaná i bez časového údaje z družic.

Tank Maus vážil 188 tun. Porazily ho mosty, po kterých nemohl jet

Právě to prověřovala Royal Navy v roce 2026. Hodiny dodávaly čas radarové síti, zatímco experimentátoři napodobovali narušení běžných navigačních údajů. Zkouška ukázala význam jedné části budoucího systému. Neprokázala ale, že dvojice hodin dokáže sama navigovat loď.

Rozlišování jednotlivých technologií je podstatné. Atomové hodiny zajišťují čas, kvantový akcelerometr měří pohyb a kvantový magnetometr může porovnávat okolní magnetické pole s připravenou mapou. Označit všechny tyto přístroje za jeden „kvantový kompas“ je sice lákavé, ale technicky zavádějící.

Loď se k laboratornímu přístroji nechová šetrně

V laboratoři lze senzor postavit na stabilní základ, odstínit ho a udržovat kolem něj přesné podmínky. Na lodi se konstrukce chvěje, naklání a dostává rány od vln. Mění se teplota a v okolí pracují motory, generátory, radary i další zdroje elektromagnetického rušení.

Přístroj přitom potřebuje vakuum, stabilní lasery, citlivou optiku a řízené chlazení atomů. Vše musí odolat pohybu, vejít se do přijatelného prostoru a fungovat bez týmu fyziků, který by zařízení po každé plavbě znovu seřizoval.

Při zkouškách systému společnosti Aquark na palubě HMS Pursuer se podařilo udržet ultrachladné atomy během celého experimentu. Royal Navy ovšem mezi potřebnými úpravami výslovně uvedla lepší magnetické stínění.

Družice GPS Block II-A vystavená v muzeu — Nevypuštěná družice GPS Block II-A vystavená v leteckém a kosmickém muzeu v San Diegu.

Další prototyp vyrazil v roce 2025 do Arktidy. Cílem bylo zjistit, co bude nutné změnit, aby senzor odolával otřesům a běžným podmínkám na moři. Také zpráva z arktické zkoušky proto mluví o vývoji prototypu, nikoliv o zavedeném operačním systému.

Kvantová navigace bude spíše pojistkou než náhradou GPS

Družicová navigace zůstává příliš užitečná na to, aby ji armády dobrovolně odložily. Nabízí přesnou polohu téměř kdekoliv na povrchu Země a přijímač může být velmi malý. Kvantové zařízení bude proti tomu ještě dlouho složitější a dražší.

Z dosavadních zkoušek lze usuzovat, že první praktické systémy budou hybridní. Budou porovnávat GPS, klasickou inerciální navigaci, kvantové senzory, radar a další dostupné údaje. Pokud se jeden zdroj začne výrazně lišit, systém jej může označit jako nespolehlivý.

Jak jsme psali v článku o railgunu, na přesném údaji o poloze závisí i naváděná munice — a je jen tak dobrá jako signál, který jí říká, kam letět.

Stejná technologie může později pomoci také civilním letadlům, lodím, vlakům nebo infrastruktuře závislé na přesném času. Její vojenský význam však spočívá především v odolnosti. Kvantová navigace zřejmě družice nepošle do důchodu. Může ale zajistit, aby jejich náhlé odmlčení přestalo být tak vážným problémem.

Jak jsme psali v článku o zaměřovači Norden, problém přesného zaměření řešila už druhá světová válka optickým přístrojem a formací letounů. Družicová a kvantová navigace je jen nejnovější kapitola téhož hledání.

Zdroje fotografií

default: Royal Navy/Wikimedia Open Government Licence v3.0
Atom_interferometer: Porter/Wikimedia CC BY-SA 2.0
Global_Positioning_System_satellite: Scott Ehardt/Wikimedia Public domain

Reklama

Další články z Zbrojopis

Maus byl tak těžký, že skoro nemohl jet. Porazila ho totální banalita

OT-64 SKOT předběhl svou dobu. Bohužel ku svému neprospěchu.

OT-64 SKOT spojil československé motory, převodovky a nápravy s polskou finální montáží. Výsledkem byl na...

Stíhačka XF-85 Goblin měla létat z útrob bombardéru. Nejtěžší byl návrat

McDonnell XF-85 Goblin byl pokus vytvořit malou stíhačku, která by cestovala v pumovnici obřího bombardéru...

SR-71 Blackbird trousil palivo. Mohlo za to těsnění

Legenda říká, že SR-71 měl záměrné mezery mezi panely a proto tekl. Co na tom sedí, co ne a o kolik se...

Nedobytné Československo. Řopíky měly růst až do padesátých let.

Plán počítal s více než 16 tisíci objekty a dokončením ve čtyřicátých letech. Kolik jich do září 1938 stálo...

Tento článek byl publikován ze zdrojů Zbrojopis

Zbrojopis.cz se vydává do historie i současnosti vojenské techniky. Představuje slavné i méně známé tanky, letadla, obrněná vozidla, zbraně a další vybavení a vysvětluje, jak fungovaly, proč vznikly a co rozhodovalo o jejich úspěchu či neúspěchu. Vedle technických zajímavostí se věnuje také...

Všechny články tohoto autora →

Vybrali jsme pro vás Magazíny a zajímavosti

Tajnosti ze života Kramného za mřížemi: Denní hovory s jednou ženou, zdravotní potíže a velký plán

Petr Kramný (48) už více než deset let žije za zdmi věznice, kde si odpykává 28letý trest za vraždu...

Aplausin.cz

dnes, 12:48

2 min

Noční můra pro ruské bombardéry. Ukrajinci odhalili novou zbraň za čtyři miliardy

Pro ukrajinské piloty jsou letouny včasné výstrahy nezbytností, pokud chtějí smést ruské bombardéry z nebe....

Aktuálně.cz - Zprávy

dnes, 12:44

Google po pouhých třech letech pohřbil svůj jediný tablet. Pixel Tablet zmizel z obchodů a nástupce nebude

Pixel Tablet se po 3 letech na trhu vytratil z Google Store a další nepřijde. Google tak opustil kategorii,...

Mobify.cz

dnes, 12:43

3 min

Nádherná dcera Veroniky Freimanové se o víkendu vdala: Tereze to neskutečně slušelo a jejího manžela dobře znáte

Dcera Veroniky Freimanové se o víkendu tajně vdala. Půvabná bývalá modelka si vzala Petra Skopce a na...

In-lifestyle.cz

dnes, 12:40

3 min

Pavel Bobek si za minulého režimu zařídil vilu s bazénem i vlastním kinem. Jeho první velkou láskou byla sestřička Ina

Zpěvák Pavel Bobek po sobě zanechal nádhernou pražskou vilu se speciálním podkrovím. V osobním životě...

ReadZone

dnes, 12:40

3 min

Reklama

Maus byl tak těžký, že skoro nemohl jet. Porazila ho totální banalita

Maus měl nejsilnější pancíř své doby a nikdy se nedostal do boje. Rozhodly o tom mosty, železniční vagony a...

Zbrojopis

dnes, 12:39

6 min

OT-64 SKOT předběhl svou dobu. Bohužel ku svému neprospěchu.

OT-64 SKOT spojil československé motory, převodovky a nápravy s polskou finální montáží. Výsledkem byl na...

Zbrojopis

dnes, 12:39

5 min

Stíhačka XF-85 Goblin měla létat z útrob bombardéru. Nejtěžší byl návrat

McDonnell XF-85 Goblin byl pokus vytvořit malou stíhačku, která by cestovala v pumovnici obřího bombardéru...

Zbrojopis

dnes, 12:39

5 min

Podvodníci napadli banku Revolut. Na základě e-mailu jim předala citlivá data klientů

Italská policie zahájila vyšetřování v případu sdílení citlivých dat banky Revolut, která tato firma se...

HN.cz

dnes, 12:39

Slafkovský na golfu v Montrealu perlil jako rocková hvězda. Jednou větou odrovnal všechny novináře

Juraj Slafkovský na předsezonním golfovém dni Canadiens pobavil novináře drsným vtipem a vzápětí vyslovil...

SportyŽivě

dnes, 12:35

3 min

Reklama

Atomová navigace jako budoucnost? Námořnictvo testuje

Satelitní navigace je přesná a dostupná, její slabý rádiový signál však lze ztratit, rušit nebo podvrhnout....

Zbrojopis

dnes, 12:34

5 min

SR-71 Blackbird trousil palivo. Mohlo za to těsnění

Legenda říká, že SR-71 měl záměrné mezery mezi panely a proto tekl. Co na tom sedí, co ne a o kolik se...

Zbrojopis

dnes, 12:34

5 min

Nedobytné Československo. Řopíky měly růst až do padesátých let.

Plán počítal s více než 16 tisíci objekty a dokončením ve čtyřicátých letech. Kolik jich do září 1938 stálo...

Zbrojopis

dnes, 12:34

5 min

Dva odsvěcené kostely, jeden obrovský javor a žádný signál. Petra Janů ukázala, kde nachází klid po smrti manžela

Zpěvačka žije na jihočeské samotě v chalupě, která vznikla z dvojice zrušených sakrálních staveb. Její...

VIPživot.cz

dnes, 12:34

4 min

Mbappé nechal zmrazit peníze PSG a donutil klub vzít si úvěr. Teď mu soud nařídil zaplatit směšné odškodné

Pařížský odvolací soud přiznal PSG za zablokované účty necelých 60 tisíc eur, asi tisícinu toho, co klub...

SportyŽivě

dnes, 12:32

4 min

Reklama

Plavecký mariáš: Pokus o emigraci a následný soudní proces narušil rozjeté natáčení

Film Plavecký mariáš ukrývá dramatické události v zákulisí. Natáčení poznamenal zmařený útěk herečky za...

V Telce

dnes, 12:32

3 min

Důchodci by v roce 2027 mohli dostat dalších 3 600 Kč, nebo možná i mnohem víc

Zatímco se v debatách skloňují částky jako 3 600 Kč najednou nebo stovky korun navíc každý měsíc, realita...

FAJNTIP.cz

dnes, 12:30

4 min

Balíky slámy z umělecké instalace skončily v kašně v Olomouci

Balíky slámy, které na náměstí Republiky v Olomouci tvořily uměleckou instalaci v rámci projektu s názvem...

Hanácká Drbna

dnes, 12:28

1 min

Jakub Štáfek s dredy, Kryštof Hádek i Ondřej Brzobohatý. Šipkaři odhalují první teaser

Představte si, že máte 48 hodin na to, abyste si zachránili život. A jediný, kdo vám může pomoci, je šílený...

Aplausin.cz

dnes, 12:27

2 min

Kavárenský mrkváč: Jemný dort, který jednoduše připravíte doma. Zaslouží si šanci

Mrkvový dort patří mezi moučníky, ke kterým se doma vracím hlavně o víkendech, když chci upéct něco...

Cooky.cz

dnes, 12:27

4 min

Reklama

Nová okna a do roka černá plíseň. Diletantská chyba, kterou vám řemeslníci zatají

I drahá okna zničí špatná montáž. Proč rozhoduje připojovací spára, jak se správně utěsňuje a jaké chyby...

ChytřeNaTo.cz

dnes, 12:26

5 min

Devět let starý klub z válečné Arménie narazí v Evropské lize na Spartu. Jejich mluvčí popsal, co to pro zemi znamená

Klub založený v roce 2017 se stal prvním arménským účastníkem ligové fáze Evropské ligy. Ve středu 17. září...

SportyŽivě

dnes, 12:23

4 min

Pražský soud v říjnu projedná obžalobu muže viněného ze špionáže pro Čínu

Městský soud v Praze začne v říjnu projednávat obžalobu muže stíhaného kvůli špionáži pro čínskou...

Aktuálně.cz - Zprávy

dnes, 12:20

Mentální kouč Sabalenkové přežil ulici, bodné rány i střelbu. V třinácti neměl ani rodinu, dnes vydal knihu o tlaku

Když mu bylo jedenáct, otec zemřel po následcích motorkářské nehody. O dva roky později spal pod širým...

SportyŽivě

dnes, 12:17

4 min

Odpoledne dorazí déšť i bouřky, modely ukazují, kde se mohou nejvíce projevit

Středa přinese nejteplejší počasí tohoto týdne, dlouho ale nevydrží. Od severozápadu začne během odpoledne...

Meteocentrum.cz

dnes, 12:15

4 min

Reklama

Barcelona měla Neymara i Coutinha. Jen nikdy současně. Poprvé spolu budou hrát až doma v Santosu

Neymar a Philippe Coutinho odehráli společně desítky zápasů za Brazílii, za stejný klub však nikdy...

Vše o sportu

dnes, 12:15

3 min

„No přesně!“ Proč AI nadšeně souhlasí i ve chvíli, kdy právě opravujete její vlastní chybu

Navrhnete nápad a AI ho označí za výborný. Upozorníte ji, že udělala chybu, a odpoví: „No přesně!“ Nejde...

Kód Enigma

dnes, 12:14

8 min

Opilá řidička nabourala, vyšší pokutu ale dostal spolujezdec. Může za to zvláštní zákon

Když opilý řidič nabourá, pořádný průšvih z toho může mít i spolujezdec. V Polsku dokonce tak velký, že na...

Aktuálně.cz - Zprávy

dnes, 12:10

Kraj hledá vlakového dopravce pro Bruntálsko. Smlouva bude na patnáct let

Moravskoslezský kraj připravuje soutěž na provozovatele regionálních vlaků na Bruntálsku. Smlouva s tím...

Ostravská Drbna

dnes, 12:09

1 min

Zrádci se dnes vracejí na Křivoklát a hráči tentokrát přitvrdí. Někteří si taktiku připravovali celé měsíce

Třetí řada reality show Zrádci startuje s novými účastníky a tvrdšími pravidly. Na hradě Křivoklát je čeká...

V Telce

dnes, 12:08

4 min

Reklama

Josh Hartnett versus podvodní monstrum. Tam dole slibuje atmosférickou hrůzu

Josh Hartnett se postaví podivnému tvoru ohrožujícímu městečko na Newfoundlandu. Seriál Netflixu Tam dole...

Kinobox.cz

dnes, 12:05

1 min

Na AI se nesmí přenášet rozhodnutí vyžadující lidské svědomí, varoval papež

Papež Lev XIV. ve středu opět varoval před riziky umělé inteligence. Ta sice otevírá nové možnosti, ale...

Aktuálně.cz - Zprávy

dnes, 12:05

Zákaz hamburgerů to nespraví. Obezita u dětí neklesá, ale roste. Co s tím?

Dětská obezita už dávno není jen otázkou vzhledu nebo „pár kilo navíc“. Je to jeden z největších...

Aktuálně.cz - Sport

dnes, 12:02

Skončila rekonstrukce průtahu v Horšovském Týně na silnici I/26

Auta se znovu vrátila na průtah městem Horšovský Týn. Oprava, kterou silničáři rozdělili do dvou etap, se...

Plzeňská Drbna

dnes, 12:01

1 min

Šoféři si dáchnou u Vyškova, nová odpočívka je výrazně větší

Oáza klidu u Vyškova? Vyčerpaným šoférům od půlky září slouží modernější a výrazně větší odpočívka na...

Brněnská Drbna

dnes, 12:00

1 min

Reklama

Češi vyhazují rychlovarné konvice. Kupují zařízení, co šetří čas i vodu

Rychlovarná konvice má v moderních kuchyních stále silnější konkurenci. Nové systémy dodávají vroucí vodu...

NESPECHEJ.cz

dnes, 12:00

4 min

Mariánské Lázně čeká nákladná rekonstrukce dvou mostů nad železnicí

Mariánské Lázně musí opravit dva silniční mosty přes železnici. Podle starosty Martina Hurajčíka (ANO) jsou...

Karlovarská Drbna

dnes, 12:00

1 min

Nečekané setkání s pavoukem dokáže doma pořádně vyděsit. Jednoduchý způsob pomůže nezvané návštěvníky spolehlivě odehnat

Pavouci v domácnosti nejsou příliš velkou radostí i přes to, že je mnoho lidí má rádo. Velká část se jich...

BydlímeÚtulně.cz

dnes, 11:57

2 min

Spojení mezi Horkami a Větrovy čeká úplná uzavírka, železniční přejezd projde opravou

Řidiči, pěší i cestující MHD musí od příštího týdne počítat s dopravním omezením. Silnice mezi Horkami a...

Budějcká Drbna

dnes, 11:57

1 min

Pekárny PAC Hořovice může koupit jejich konkurent. Transakci schválil antimonopolní úřad

Úřad pro ochranu hospodářské soutěže (ÚOHS) povolil společnosti Pecivál podnikatele Josefa Bukovského...

HN.cz

dnes, 11:56

Reklama

Doporučujeme

Právě u nás vyšlo

Ester Ládová Novu stála majlant. Dnes má bodyguarda Babišové, zhubla 20 kg a úspěšně podniká

Ani Madeta, ani Olma. Nejlepší značka másla zaskočila i samotné odborníky

Tajnosti ze života Kramného za mřížemi: Denní hovory s jednou ženou, zdravotní potíže a velký plán

Opilá řidička nabourala, vyšší pokutu ale dostal spolujezdec. Může za to zvláštní zákon

Semena pro konec světa možná nevydrží ani zdaleka tak dlouho, jak jsme čekali

Zobrazit více

Reklama