.
Partículas super rápidas e de tamanho subatômico chamadas múons foram usadas para navegar sem fio no subsolo em uma novidade mundial. Usando estações terrestres de detecção de múon sincronizadas com um receptor subterrâneo de detecção de múon, pesquisadores da Universidade de Tóquio foram capazes de calcular a posição do receptor no porão de um prédio de seis andares. Como o GPS não pode penetrar na rocha ou na água, essa nova tecnologia pode ser usada em futuros esforços de busca e resgate, para monitorar vulcões submarinos e guiar veículos autônomos no subsolo e debaixo d’água.
O GPS, o sistema de posicionamento global, é uma ferramenta de navegação bem estabelecida e oferece uma extensa lista de aplicações positivas, desde viagens aéreas mais seguras até mapeamento de localização em tempo real. No entanto, tem algumas limitações. Os sinais de GPS são mais fracos em latitudes mais altas e podem ser bloqueados ou falsificados (onde um sinal falsificado substitui um autêntico). Os sinais também podem ser refletidos em superfícies como paredes, interferidos por árvores e não podem passar por prédios, rochas ou água.
Em comparação, os múons têm feito manchetes nos últimos anos por sua capacidade de nos ajudar a olhar profundamente dentro dos vulcões, espiar através das pirâmides e ver dentro dos ciclones. Múons caem constante e frequentemente em todo o mundo (cerca de 10.000 por metro quadrado por minuto) e não podem ser adulterados. “Os múons de raios cósmicos caem igualmente pela Terra e sempre viajam na mesma velocidade, independentemente da matéria que atravessam, penetrando até mesmo quilômetros de rocha”, explicou o professor Hiroyuki Tanaka, do Muographix, da Universidade de Tóquio. “Agora, usando múons, desenvolvemos um novo tipo de GPS, que chamamos de sistema de posicionamento muométrico (muPS), que funciona no subsolo, em ambientes fechados e debaixo d’água.”
O MuPS foi inicialmente criado para ajudar a detectar mudanças no fundo do mar causadas por vulcões submarinos ou movimento tectônico. Ele usa quatro estações de referência de detecção de múon acima do solo para fornecer coordenadas para um receptor subterrâneo de detecção de múon. As primeiras iterações dessa tecnologia exigiam que o receptor fosse conectado a uma estação terrestre por um fio, restringindo bastante o movimento. No entanto, esta última pesquisa usa relógios de quartzo de alta precisão para sincronizar as estações terrestres com o receptor. Os quatro parâmetros fornecidos pelas estações de referência mais os relógios sincronizados usados para medir o “tempo de voo” dos múons permitem que as coordenadas do receptor sejam determinadas. Este novo sistema é chamado de sistema muométrico de navegação sem fio (MuWNS).
Para testar a capacidade de navegação do MuWNS, detectores de referência foram colocados no sexto andar de um prédio enquanto um “navegador” levava um detector receptor para o porão. Eles caminharam lentamente para cima e para baixo nos corredores do porão enquanto seguravam o fone. Em vez de navegar em tempo real, as medições foram feitas e usadas para calcular a rota e confirmar o caminho percorrido.
“A precisão atual do MuWNS está entre 2 metros e 25 metros, com um alcance de até 100 metros, dependendo da profundidade e velocidade da pessoa que caminha. Isso é tão bom quanto, se não melhor, do que o posicionamento GPS de ponto único acima do solo em áreas urbanas”, disse Tanaka. “Mas ainda está longe de um nível prático. As pessoas precisam de precisão de um metro, e a chave para isso é a sincronização de tempo.”
Aprimorar esse sistema para permitir navegação precisa e em tempo real depende de tempo e dinheiro. Idealmente, a equipe deseja usar relógios atômicos em escala de chip (CSAC): “CSACs já estão disponíveis comercialmente e são duas ordens de grandeza melhores do que os relógios de quartzo que usamos atualmente. No entanto, eles são muito caros para usarmos agora. Mas, Prevejo que eles ficarão muito mais baratos à medida que a demanda global por CSAC para celulares aumentar”, disse Tanaka.
O MuWNS poderá um dia ser usado para navegar robôs que trabalham debaixo d’água ou guiar veículos autônomos no subsolo. Além do relógio atômico, todos os outros componentes eletrônicos do MuWNS agora podem ser miniaturizados, então a equipe espera que, eventualmente, ajustá-lo a dispositivos portáteis, como o telefone, seja viável. Em situações de emergência, como o colapso de um prédio ou de uma mina, isso pode mudar o jogo no futuro para as equipes de busca e resgate.
.
