Sedmnáctého ledna letošního roku bylo letadlo společnosti Ryanair nuceno přerušit přistání na letišti v litevském hlavním městě Vilniusu. Jen několik minut před dosednutím na dráhu totiž stroj zaznamenal narušení systému GPS (Global Positioning System), takže jeho pilot nakonec rozhodl o nouzovém odklonění do zhruba 400 kilometrů vzdálené Varšavy.
Zmíněný incident sice nakonec způsobil „jen“ několikahodinové zpoždění, potvrzuje ale v poslední době stále častější problém. Za uplynulé tři měsíce roku 2024 bylo totiž v litevském vzdušném prostoru zaznamenáno více než 800 případů narušení GPS signálu, přičemž před podobnými situacemi zároveň varovaly i úřady v Estonsku a Finsku. Podle nich je hlavním viníkem této situace Rusko, které v blízkosti státní hranice nasazuje technologie k rušení signálů satelitní navigace. Moskva tato obvinění pochopitelně opakovaně popírá.
Atomy na absolutní nule
Ať už za těmito incidenty stojí cokoliv, faktem je, že představují skutečně závažný problém, jenž dalece přesahuje odvětví leteckého provozu. Systematické rušení GPS podle BBC může zastavit mnoho finančních, elektrických a komunikačních systémů, které jsou pro naši společnost zcela zásadní. Ke stejnému závěru došla i britská vládní zpráva, podle níž by absence GPS signálu každý den způsobila ekonomice ztráty ve výši 1,4 miliardy liber (více než 42 miliard korun), takže se jedná o jednu z největších hrozeb pro Spojené království.
Současný systém GPS funguje tak, že jednotlivá zařízení přijímají signály z několika různých satelitů. U každého zařízení se přitom změří, jak dlouhou dobu k nim signál z družice putoval, což nakonec umožní určit jejich přesnou polohu prakticky kdekoliv na Zemi.
Naprosto klíčovým faktorem pro správné fungování celého systému je přesný čas, který satelity získávají od velkých atomových hodin umístěných přímo na Zemi. Jenže právě vzájemná komunikace obou těchto zařízení může být relativně snadno narušena.
Kontejnerové lodě, ale i armáda
Ve světle výše popsaných problémů nedávno ve Velké Británii sestavili výzkumný tým přezdívaný „Vládci času“, jehož hlavním cílem je vyvinout přenosné a zároveň velmi přesné atomové hodiny, jež by využívaly nejnovějších vědeckých poznatků v oblasti kvantových technologií. Tyto takzvané optické hodiny, které ke svému provozu potřebují skupinu atomů ochlazených na absolutní nulu (−273 stupňů Celsia), by měly být asi stokrát přesnější než dosud používané cesiové hodiny, zároveň by se ale měly vejít na palubu běžného dopravního letadla.
Dobrou zprávou je, že britský výzkumný tým už nedávno dosáhl prvního zásadního milníku, jelikož zkušební prototyp jejich extrémně přesných hodin úspěšně absolvoval první let nad Spojeným královstvím. Jak ale vědci upozorňují, jeho masové nasazení v dopravních letadlech ještě potrvá, protože se dosud nepodařilo zařízení dostatečně zmenšit. I kvůli tomu tedy atomové hodiny nejprve zamíří na kontejnerové lodě.
„Nadměrná“ velikost každopádně není jediným problémem současných atomových hodin. Další háček je i v jejich vysoké pořizovací ceně, která se aktuálně pohybuje okolo sta tisíc liber (asi tři miliony korun). I v tomto ohledu by ale právě probíhající výzkum mohl přinést značné zlepšení, jež by spočívalo v podstatném zlevnění celé technologie.
Poslední zásadní překážkou pro nasazení nových atomových hodin pak je zajištění jejich přesnosti v extrémních podmínkách. K těm můžou patřit třeba rozbouřené vody oceánů nebo také válečná bojiště, jelikož o přesnou navigaci má samozřejmě zájem i armáda. A také na tomto problému už vědci intenzivně pracují.
Vlastní GPS v každém mobilu
Jak už bylo naznačeno, využití atomových hodin dalece přesahuje navigaci u dopravních letadel. Vědci ostatně doufají, že díky jejich výzkumu bude mít do budoucna ve svém mobilním telefonu vlastní pokročilý ekvivalent systému GPS zabudovaný každý z nás. Jeho součástí by měly být miniaturizované optické hodiny, malý gyroskop pro určení směru pohybu a zařízení zvané akcelerometr pro rozpoznání zrychlení.
Na tuto vymoženost si pravděpodobně budeme muset počkat ještě mnoho let, i přesto jsou ale vědci ohledně současného vývoje přenosných atomových hodin optimističtí. „Některé z těchto technologií jsou již docela pokročilé. Očekávám tedy, že nějaký druh vylepšeného navigačního systému uvidíme na trhu během následujících dvou až pěti let,“ řekl profesor Douglas Paul z britského výzkumného ústavu Hub for Quantum Enabled Position Navigation and Timing (QEPNT).
