A több kilométer sziklán áthatoló müonokon alapuló tájékozódási rendszer ott is működik, ahová a műholdas GPS már nem ér el.
A globális helyzetmeghatározó rendszer, a GPS ma már a mindennapi élet része, csodás kényelmi funkcióinak azonban vannak korlátai. A legkomolyabbakat azok jelentik, amelyek a műholdról érkező jeleket árnyékolják: magas hegyek, épületek, víz. Japán kutatók olyan rendszer kifejlesztésén dolgoznak, amely kiköszörüli ezt a hibát. Ez az alternatív navigációs rádióhullámok helyett az űrből érkező sugarakon, vagyis müonokon alapul. A rendszer prototípusa bevált a teszteken – egy nap föld alatt mozgó autonóm robotokat vagy mélytengeri mentőcsapatokat segíthet.
A müonok egyenlő mértékben érik a Földet, és ugyanazzal a sebességgel haladnak – akár több kilométer sziklán keresztül. A müonok segítségével újfajta GPS-t hoztunk létre, melyet müometrikus pozicionáló rendszernek, müPS-nek neveztünk el
– mondja a fejlesztést bemutató tanulmány szerzője, Hirojuki Tanaka, a Tokiói Egyetemen működő Muographix munkatársa.
A tudomány nem először hasznosítja a müonok különleges áthatoló képességét. 2008-ban a Texasi Egyetem munkatársai először maja piramisok titkait kutatták régi müondetektorokkal. 2016-ban Egyiptomban a gízai piramis belsejében találtak eddig nem felfedezett üregeket a részecskék segítségével. Ez a technika az elmúlt években a régészek egyik bevált eszközévé vált, májusban például egy ismeretlen kamrát fedeztek fel vele Nápoly ősi temetője, a Neapolis alatt.
Az autonóm robotok tájékozódásának GPS-től független megoldására több próbálkozás is van, RFID, wifi technikával, akusztikus vagy lézeres letapogató alkalmazásával. Ezek legnagyobb hibája, hogy külső támpont nélkül felhalmozódnak a hibák, így az eszközök végül eltévednek.
A tipikus müondetektor egy gázzal töltött tartály, az áthaladó részecskék pedig a gáz atomjaival ütközve felvillanó fényt generálnak. A tartályba épített szenzor által észlelt fényjelenségből kiszámítható a müon energiája és haladási iránya.
A Muographix rendszere négy felszíni referenciaállomás mérésein alapul, ezek szolgáltatják a koordinátákat a föld vagy víz alatti vevőknek.
A rendszer első kipróbálására 2021-ben került sor, amikor a Tokiói-öböl tengerszintjét mérték. 10 müondetektort helyeztek el az öböl alatt húzódó 23 kilométer hosszú autópálya alagútjában, 45 méteres mélységben. A teszt során 10 méteres pontossággal tudták érzékelni a vihar vagy cunmai által felkorbácsolt hullámokat.
A rendszer első változatai még kábellel kapcsolódtak, de a MuWNS nevű új változat már drót nélküli, szinkronizált órajel és az alapállomás koordinátái alapján képes a helyzetét meghatározni.
A rendszer újabb tesztje során egy épület hatodik emeletén helyeztek el bázisállomást, a navigátor pedig az alagsor folyosóin sétált a vevővel. A müonok segítségével 2 és 125 méter közötti pontossággal tudták végül feltérképezni az alagsorban megtett utat.
Tanaka szerint ez majdnem olyan, mint amire egy GPS képes, de még nem elég pontos.
Az embereknek egyméteres pontosságra van szükségük, és ehhez az idő szinkronizációja a kulcs
– mondta.
A probléma megoldása a már jelenleg is létező, chipméretű atomóra, ami azonban jelen pillanatban még méregdrága dolog. A piaci trendekkel persze ez olcsóbbá válthat, így – ha minden jól alakul – a jövőben atomórás müon GPS-szel felszerelt okostelefonnal mászkálhatunk majd az alagsorban.