Cientistas desenvolveram um sistema revolucionário de posicionamento chamado MuWNS (muometric wireless navigation system), que utiliza partículas produzidas por raios cósmicos para criar uma espécie de “GPS” do mundo subterrâneo (TANAKA, 2023).
Essa tecnologia promissora tem o potencial de monitorar vulcões e auxiliar em missões futuras de busca e resgate.
Imagem: TANAKA, 2023.
Diferentemente do GPS convencional, que tem limitações em ambientes fechados e subterrâneos devido ao enfraquecimento do sinal, o MuWNS utiliza partículas subatômicas chamadas múons para determinar a posição de um receptor enterrado profundamente no solo.
Os múons são partículas ultra-rápidas que se originam dos raios cósmicos que atingem a atmosfera superior da Terra.
Ao contrário dos sinais de GPS, os múons são menos afetados por obstáculos sólidos e, portanto, podem ser utilizados para mapear o interior de locais inacessíveis, como vulcões, pirâmides e reatores nucleares.
O antigo sistema muPS
Essa abordagem inovadora já foi testada com sucesso em uma versão anterior, chamada de muPS (muometric positioning system), que foi desenvolvida para detectar mudanças no fundo do mar causadas por atividades vulcânicas ou tectônicas.
No muPS, quatro estações de referência foram instaladas na superfície, e os múons passavam por essas estações antes de chegar a uma estação receptora localizada no fundo do oceano.
Ao conectar essas estações por fios, os pesquisadores puderam calcular o tempo de percurso dos múons entre as estações e a estação receptora.
MuWNS, a evolução do sistema muPS
Para tornar o sistema muPS mais prático e aplicável a diferentes cenários, os cientistas desenvolveram o novo sistema MuWNS, que dispensa a necessidade de fios volumosos.
Em vez disso, eles utilizam relógios de quartzo de alta precisão para sincronizar as estações de referência e a estação receptora através do GPS.
Essa abordagem eliminou a necessidade de uma sincronização precisa do tempo e permitiu que os detectores fossem separados do GPS para a navegação.
Com essa otimização, o tamanho dos detectores foi reduzido ao ponto de poderem ser miniaturizados para caber em dispositivos como smartphones.
A capacidade do MuWNS de realizar a triangulação foi testada em um experimento em que quatro detectores de referência foram colocados no sexto andar de um prédio, enquanto um detector receptor foi entregue a uma pessoa no porão.
Ao analisar os raios cósmicos captados pelos detectores e pelo receptor, os pesquisadores conseguiram reconstruir a rota percorrida pela pessoa no porão, demonstrando a eficácia do sistema de navegação subterrânea.
Com o sucesso do teste, os pesquisadores agora têm como próximo objetivo aprimorar ainda mais o sistema, visando sua integração em smartphones.
A ideia é que o tamanho do detector receptor seja reduzido para um formato de chip e que a sincronização precisa do tempo não seja mais necessária, dispensando o uso de relógios atômicos.
Aplicações do MuWNS
O desenvolvimento do MuWNS abre portas para diversas aplicações práticas.
Além de facilitar a navegação indoor para transporte humano, esse sistema pode ser utilizado para localizar pessoas desaparecidas em situações de emergência, operar robôs em fábricas, bem como para navegar em minas e instalações subterrâneas.
Sua capacidade de monitorar vulcões e obter informações detalhadas sobre o interior de estruturas complexas também representa um avanço significativo para a ciência e a engenharia.
Com futuras melhorias e sua potencial integração em smartphones, o MuWNS tem o potencial de revolucionar a forma como nos orientamos em ambientes fechados e subterrâneos.
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Referências
TANAKA, Hiroyuki et al. First Navigation With Wireless Muometric Navigation System (MuWNS) in Indoor and Underground Environments. Available at SSRN 4180806. Disponível em: <link>. Acesso em: 18 jun 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. GPS subterrâneo inovador utiliza raios cósmicos para localização. Ciência Mundo, jun 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
