ג'ירוסקופ חדש בגודל שבב מודד סיבוב ברגישות חסרת תקדים

טכנולוגיית הניווט המודרנית מסתמכת רבות על מערכות איכון לוייניות, אך יישומים קריטיים רבים מחייבים מערכות עצמאיות שיכולות לפעול ללא תלות באותות חיצוניים. מערכות ניווט אינרציאליות ממלאות תפקיד זה, אך הקטנת מידותיהן תוך שמירה על דיוק גבוה היוותה אתגר הנדסי מרכזי מזה שנים רבות. ג'ירוסקופים הם לב לבן של מערכות אלו, שכן הם מודדים סיבוב וכיוון.

לאחרונה הצליח צוות חוקרים לפיתוח פריצת דרך משמעותית בדמות ג'ירוסקופ לייזר אופטי זעיר בגודל שבב. ההתקן מסוגל לזהות מהירויות סיבוב איטיות של עד 37 מעלות בשעה בלבד. רמת דיוק זו מציבה את הטכנולוגיה קרוב מאוד לקצב הסיבוב של כדור הארץ עצמו, העומד על כ-15 מעלות בשעה.

ההישג התאפשר הודות לשימוש בטכנולוגיית לייזר טבעתי המותאמת למיקרו-שבב. אור נע במסלול סגור בשמים מנוגדים, וכל תנועת סיבוב יוצרת שינוי תדר זעיר בין גלי האור. באמצעות מזעור המבדקים והפחתת רעשים אופטיים, הצליחו החוקרים להשיג ביצועים שהיו שמורים בעבר למכשירים מגושמים ויקרים.

ההשלכות של פיתוח זה נוגעות לתחומים רבים, בהם כלי רכב אוטונומיים, רחפנים וציוד תעופה. כאשר אותות GPS נחסמים, מערכות גיבוי אינרציאליות חייבות להיות מדויקות במיוחד כדי למנוע טעויות ניווט לאורך זמן. חיישן זעיר ברגישות כה גבוהה סולל את הדרך לשימוש נרחב במכשירים קומפקטיים.

בעתיד, שילוב חיישנים אלו בייצור מסחרי ידרוש פיתוח נוסף להבטחת עמידות ועלות נמוכה. עם זאת, אבן דרך זו מוכיחה שרכיבים אופטיים מיקרוסקופיים יכולים להשתוות למערכות מכניות גדולות בהרבה.