Slovenski raziskovalci uspešno preizkusili merilni sistem za varnejšo plovbo v prihodnosti

Raziskovalna odprava, ki so jo v lanskem letu zaključili raziskovalci s Fakultete za pomorstvo in promet ter Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani (UL) in Instituta Jožef Stefan (IJS), je bila namenjena spremljanju delovanja globalnih navigacijskih satelitskih sistemov na poti do Antarktike in nazaj.

Na krovu italijanskega raziskovalnega ledolomilca Laura Bassi so preizkusili lasten merilni sistem, ki so ga razvili kot cenovno dostopno in energetsko varčno alternativo dragim vojaškim ali geodetskim rešitvam.

“Elektronika na Antarktiki namreč trpi predvsem zaradi ekstremnih temperaturnih nihanj, ki povzročajo krčenje materialov in odpovedi komponent, kot so spominske kartice in kristalni oscilatorji, ki v napravah zagotavljajo izjemno natančno časovno merjenje in stabilne električne signale,” je za STA dejal Aljaž Blatnik s Fakultete za elektrotehniko UL.

Da bi zagotovili delovanje pri temperaturah med +45 in -60 stopinj Celzija, so raziskovalci na Fakulteti za elektrotehniko UL ubrali inovativen pristop. Kot je poudaril Blatnik, so razvili sistem z vgrajenim ogrevanjem tiskanega vezja. “Namesto potratnih zunanjih grelcev smo notranje bakrene povezave preoblikovali v serpentinasto strukturo, ki deluje kot ‘talno gretje’ za čipe. Tak sistem za regulacijo porabi le okoli štiri vate energije, kar je bistveno manj od 20 vatov, kolikor bi jih zahtevali klasični grelni elementi,” je pojasnil.

Napravi so dodali tudi trojni varnostni mehanizem. “Naprava uporablja tri neodvisne spominske kartice. Če ena zaradi mraza ali napake pri zapisovanju odpove, sistem to zazna in v trenutku preklopi na rezervno, da se podatki ne izgubijo,” je dodal.

Med približno sedemmesečnim potovanjem je sistem deloval kot nekakšna “črna skrinjica”, ki je neprekinjeno spremljala in shranjevala signale satelitskih navigacijskih sistemov GPS, Galileo in BeiDou. Po navedbah Blaža Bertalaniča z IJS je sistem zbral okoli 86 milijonov zapisov navigacijskih signalov in več kot 17 milijonov zapisov o stanju radiofrekvenčnega spektra.

Poleg navigacijskih podatkov so spremljali tudi motnje in šum v realnem času ter redka povratna sporočila storitve reševanja Galileo SAR, pri čemer so povratna sporočila potrdila delovanje povratne povezave za klic na pomoč tudi na zelo odročnih območjih.

Najbolj presenetljiv pa je bil obseg zaznanih motenj. “V kar 81 od 200 dni je sistem zaznal motenje satelitskih signalov, pri čemer smo zabeležili skoraj 155.000 posameznih primerov, najpogosteje ob obalah Južne Amerike,” je dejal Blatnik. Posebej zaskrbljujoče so bile po njegovih navedbah prikrite širokopasovne motnje, ki jih sprejemniki ne zaznajo kot nevarne, a lahko povzročijo tiho odpoved ali netočno navigacijo.

Kot poudarjajo raziskovalci, gre za prvi javno dostopen nabor podatkov, ki neprekinjeno pokriva 200 dni plovbe čez pol planeta, od prometnih evropskih voda in Panamskega prekopa, čez Tihi ocean do Nove Zelandije in naprej v osamljeno Rossovo morje na Antarktiki. Zbrani podatki razkrivajo ranljivost obstoječih navigacijskih sistemov in bodo pomembna podlaga za razvoj zmogljivejših rešitev, zlasti v luči prihajajoče dobe avtonomnih ladij brez posadke.

Po navedbah Franca Dimca s Fakultete za pomorstvo in promet UL so izkušnje iz prve odprave uporabili za izdelavo nove, še zmogljivejše naprave, ki je ponovno na odpravi do Antarktike in nazaj.