Naarmate onze afhankelijkheid van satellietnavigatie en GPS toeneemt, nemen ook de risico’s toe. Commerciële en militaire vluchten worden geconfronteerd met een steeds reëlere en frequentere dreiging: “interferentie” (storingen) en “spoofing” (vervalsing) van het GPS-signaal. Deze aanvallen, die vroeger zeldzaam waren, vinden nu regelmatig plaats in bepaalde brandhaarden op aarde, waardoor duizenden vluchten worden getroffen en een ernstige bedreiging voor de burgerluchtvaart ontstaat.
Tegen deze achtergrond zijn ingenieurs al jaren op zoek naar een robuust alternatief. En het lijkt erop dat ze dat op de meest onverwachte plek hebben gevonden: het magnetisch veld van de aarde. Luchtvaartgigant Airbus is een samenwerking aangegaan met SandboxAQ, een bedrijf uit Silicon Valley dat gespecialiseerd is in kunstmatige intelligentie en kwantumsensoren, om een revolutionair navigatiesysteem genaamd MagNav te testen.
MagNav: de kwantumnavigator die de “magnetische voetafdrukken” van de aarde leest
Het voorstel van MagNav is even elegant als radicaal: vergeet satellieten en lees in plaats daarvan de subtiele magnetische sporen van de aardkorst om de positie van een vliegtuig te bepalen. Het systeem maakt gebruik van een compact instrument dat is uitgerust met kwantumsensoren die de unieke “magnetische voetafdrukken” meten van elk stuk terrein waar het vliegtuig overheen vliegt. Vervolgens vergelijkt een kunstmatige intelligentie aan boord die signalen met gedetailleerde magnetische kaarten om de positie met verbazingwekkende nauwkeurigheid te trianguleren.
Het systeem is al meer dan 150 vlieguren getest in een laboratoriumvliegtuig van Airbus in de Verenigde Staten, en de resultaten zijn spectaculair. De positiebepalingen voldoen niet alleen aan de nauwkeurigheidsnormen voor vluchten van de Amerikaanse Federal Aviation Administration (FAA), maar overtreffen deze soms zelfs. “Het is het eerste volledig nieuwe navigatiesysteem dat we in de afgelopen 50 jaar hebben gezien”, zegt Jack Hidary, CEO van SandboxAQ.
Hackproof: waarom is het veiliger dan GPS?
Hierin schuilt de ware genialiteit van het systeem. In tegenstelling tot GPS, dat gebaseerd is op het ontvangen van een extern digitaal signaal dat kan worden geblokkeerd of vervalst, zijn kwantummagnetische sensoren “in wezen onmogelijk te verstoren of te vervalsen”.
Alle metingen vinden plaats in het vliegtuig en de gegevens worden uitsluitend verkregen uit het natuurlijke en onveranderlijke magnetische veld van de aarde. Er is geen extern signaal dat kan worden gehackt. Het systeem werkt door een foton uit een laser af te vuren dat een elektron raakt; de energiesignatuur die uit dit proces voortkomt, weerspiegelt de sterkte van het lokale magnetische veld, informatie die uniek is voor elke vierkante meter van het aardoppervlak. De AI van MagNav interpreteert deze signatuur eenvoudigweg en vergelijkt deze met zijn kaarten.
Veelbelovende resultaten en een toekomst die verder gaat dan vliegtuigen
Tijdens recente vliegproeven behield MagNav 100% van de tijd een positionele nauwkeurigheid van twee zeemijl, en in de meeste gevallen bereikte het een nog grotere nauwkeurigheid van 550 meter, waarmee het vaak de concurrerende inertiële systemen zonder satellietondersteuning overtrof.
Het potentieel van deze technologie reikt veel verder dan vliegtuigen. Kwantumsensoren kunnen worden gebruikt in de nationale defensie om verborgen objecten zoals onderzeeërs of ondergrondse tunnels op te sporen, of in de geneeskunde om diagnoses te verbeteren door de zwakke magnetische signalen van het hart of de hersenen te detecteren. En we hebben het hier niet over een verre toekomst. Zoals Joe Depa, Global Director of Innovation bij Ernst & Young, concludeert: “We hebben het niet over iets dat over twintig jaar zal gebeuren. Dit is hier en nu.”
