Un segundo cada 30.000 millones de años: submarino británico se equipa con relojes atómicos cuánticos para navegación autónoma
Aparato del tamaño de una maleta pierde a lo sumo un segundo de precisión en 30.000 millones de años.
La Marina Real del Reino Unido realizó las primeras pruebas de tecnologías de navegación cuántica a bordo del submarino autónomo XV Excalibur, equipándolo con relojes atómicos ópticos de nueva generación. El experimento fue un hito importante en el desarrollo de sistemas submarinos no tripulados capaces de operar fuera del alcance del GPS y de otras señales de navegación externas.
El interés por los submarinos no tripulados crece entre las principales potencias por varias razones: estos aparatos permiten controlar amplias zonas acuáticas sin poner en riesgo a la tripulación, realizar misiones peligrosas sin involucrar costosos buques tripulados y, a largo plazo, reducir la dependencia de la flota de recursos limitados. Además, los modelos autónomos son más sencillos en su diseño, más baratos, ocupan menos espacio y no requieren condiciones para la vida a bordo. Sus capacidades están limitadas únicamente por la fuente de energía y, con una planta nuclear, teóricamente pueden permanecer sumergidos durante toda su vida útil.
Sin embargo, la principal barrera para inmersiones prolongadas sigue siendo la navegación. Los buques modernos, de superficie y subacuáticos, se orientan principalmente con GPS, pero al permanecer mucho tiempo bajo el agua la señal deja de estar disponible. En esos casos se recurre a un sistema de navegación inercial: se apoya en giróscopos y en relojes de alta precisión que permiten registrar cambios de rumbo y velocidad y luego calcular una posición aproximada. Con el tiempo, esos cálculos acumulan desviaciones por errores microscópicos y la imprecisión gradualmente supera los límites aceptables.
Para resolver este problema, la Marina del Reino Unido prueba un sistema de posicionamiento cuántico y sincronización temporal basado en la tecnología Infleqtion Tiqker. Se basa en un átomo único de rubidio-87, cuyas oscilaciones son 10 000 veces más rápidas que las de los cronómetros de microondas habituales. Esa frecuencia hace que los nuevos relojes sean increíblemente estables: pierden no más de un segundo en 30 000 millones de años, y el error de navegación es de apenas una millonésima de grado por hora.
La compacidad del dispositivo permite instalarlo incluso en plataformas autónomas pequeñas: el volumen del aparato es de alrededor de 30 litros y su masa no supera los 30 kilogramos. Por ahora, los relojes se han integrado con los sistemas del submarino XV Excalibur y han superado pruebas preliminares en el mar. Los datos obtenidos se transmiten a los socios del Reino Unido en el marco del acuerdo AUKUS: Estados Unidos y Australia.
Según un representante de la unidad de tecnologías emergentes de la Marina Real, el proyecto con Infleqtion fue el primer paso hacia el uso práctico de soluciones de navegación cuántica en operaciones submarinas. En un futuro próximo están previstos nuevos ensayos del equipo Tiqker en otras plataformas.