تعتمد القوات المسلّحة الأميركية على نظام تحديد المواقع عالمياً- الجي بي أس (GPS) للملاحة البحرية والبرية والجوية.

وعلى غرار وحدات الجي بي أس في العديد من
السيارات والمركبات اليوم، فإن جهاز استقبال بسيط وبعض الطاقة المعالجة
تعتبر كلّ ما يلزم اليوم لتأمين ملاحة دقيقة.

ولكن، ماذا يحدث لو توقفت الأقمار
الاصطناعية لتحديد الموقع عالمياً عن العمل فجأة بسبب التعطل أو اعتداء
معادي، أو تداخُل بسيط، مثل المرور عبر نفق؟ يشكّل خلل الجي بي أس انزعاجاً
للسائقين على الطرقات، ولكنّ هذا الأمر قد يكون كارثياً على مستوى
العمليات العسكرية.

تعمل وكالة مشاريع أبحاث الدفاع المتقدمة
الأميركية – داربا (DARPA) لتأمين الحماية ضد سيناريو مشابه، ويعتبر أحد
الحلول الناشئة في هذا المجال أصغر حجماً بكثير من أجهزة الملاحة في النظم
الدفاعية الحالية.

وقد حقق باحثو داربا في جامعة ميشيغان
تقدماً مهماً من خلال وحدة لقياس التوقيت والملاحة بالقصور الذاتي (TIMU)
تحتوي على كلّ ما يلزم للمساعدة في الملاحة حين يكون الجي بي أس غير
متوافر.

يحتوي النموذج الأولي لرقاقة TIMU وحدات
قياس للقصور الذاتي سداسية المحاور تشمل ثلاثة وحدات جيروسكوب وثلاثة وحدات
لقياس التسارع، وتضم ساعة رئيسية عالية الدقة في نظام منمنم واحد أصغر
حجماً من حجم السنت (العملة المعدنية الأصغر).

تصم هذه الرقاقة أجهزة ذات تكنولوجيا
اختراقية من ساعات وجيروسكوب ومقياس تسارع، بالإضافة إلى مواد وتصاميم من
برنامج تكنولوجيا تحديد المواقع والملاحة والتوقيت- المنمنم (Micro-PNT)
الذي تتولاه داربا.

تتطلّب الملاحة الدقيقة من النقطة "أ" إلى النقطة "ب" توافر معلومات حول ثلاث مسائل رئيسية وهي الاتجاه والتسارع والوقت.

وتتضمن هذه الرقاقة الجديدة أجهزة حديثة قادرة على قياس هذه المعايير الثلاثة في الوقت نفسه.

وقد تم التوصل إلى هذا التصميم الأنيق عبر
عمليات تصنيع جديدة، في مواد عالية الجودة لمستشعرات القصور الذاتي
الموضّبة والمتعددة الطبقات، ووحدة قياس الوقت، جميعها في حزمة صغيرة يبلغ
حجمها 10 ملم مكعّب.

تبلغ سماكة كل من طبقات وحدات TIMU الميكروية 50 ميكرون أي بسماكة شعرة الإنسان تقريباً.

"إنّ طبقة المستشعر البنيوية والحزمة
المدمجة مصنوعتان من السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون)." حسب قول أندريه
شكيل، مدير البرنامج لدى داريا. "ومن شأن خصائص صلابة السيليكا وأداءها
العالي أن تجعل منها المادة المختارة لدمج كافة هذه النظم في حزمة منمنمة.

وأضاف: "تعد وحدة TIMU الناتجة عن ذلك صغيرة
بما يكفي، ويجب أن تكون صلبة بما يكفي لتطبيقات مثل تعقب أفراد الطاقم
وتنفيذ الملاحة اليدوية وتحديد موقع الذخائر الصغيرة القطر والمنصات
المحمولة جواً عندما يكون الجي بي إس غير متوافر أو محدود العمل لفترة
قصيرة من الوقت."

تجدر الإشارة إلى أنّ الهدف من برنامج
التكنولوجيا المنمنمة لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت- المنمنمة
(Micro-PNT) هو تطوير تكنولوجيا ملاحة وتوجيه دقيق بحجم الرقاقة، مدمجة
وعاملة بالقصور الذاتي. لكن الإنجازات الأخرى من تكنولوجيا Micro-PNT فتشمل
طرق إنتاج منمنمة جديدة ومعدات للمسشعرات العاملة بالقصور الذاتي.

المصدر