ოდესმე გამოგიყენებიათ სმარტფონის აპლიკაცია დანიშნულების ადგილამდე მისასვლელად ან სხვისთვის ლოკაციის გასაზიარებლად? იქნებ, მისი მეშვეობით, სიარულის დღიური მაჩვენებელიც კი გაგიზომავთ… თუ ამ ჩამონათვალიდან ერთი მაინც შეგესაბამებათ, ესე იგი, გლობალური პოზიციონირების სისტემას (GPS) კარგად იცნობთ. სწორედ ეს უკანასკნელი გვეხმარება როგორც მარშრუტის განსაზღვრაში, ისე თვითმართვადი მანქანების კომფორტულად გამოყენებაში.
ტექნოლოგია, რომლის წყალობითაც GPS იმდენად ღრმად არის ინტეგრირებული ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რომ ძნელი წარმოსადგენია სამყარო მის გარეშე, შედარებით „მცირე“ საწყისებიდან მოდის. კონცეფციისა და ტექნოლოგიის წინსვლაში კი უდიდესი როლი ითამაშა Aerospace Corporation-მა. თანაც, ის დღემდე განაგრძობს ამ კრიტიკული სისტემების მხარდაჭერას.
როგორ იქცა კოსმოსური ნავიგაცია ჩვენი ყოველდღიურობის ფუნდამენტურ ტექნოლოგიად?
1957 წელს რუსეთმა გაუშვა პირველი თანამგზავრი Sputnik, რომელმაც წარმატებით დაასრულა დედამიწის ორბიტა. პლანეტის გარშემო ბრუნვისას, თანამგზავრი რადიო სიგნალს ასხივებდა. ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორიის (APL) მეცნიერთა ჯგუფმა კი უცნაური ფენომენი დააფიქსირა: თანამგზავრის მიერ გადაცემული რადიოსიგნალების სიხშირე იზრდებოდა მის დედამიწასთან მოახლოებისას, დაშორებისას კი მცირდებოდა.
ეს ცვლილება ფიზიკაში ცნობილია, როგორც „დოპლერის ეფექტი“. თანამგზავრის დოპლერის ეფექტმა მეცნიერებს საშუალება მისცა, რადიოსიგნალები თანამგზავრის მოძრაობისთვის თვალყურის სადევნელად გამოეყენებინათ. მოგვიანებით იდეამ მეტად მასშტაბური სახე შეიძინა: თუ სატელიტის ადგილმდებარეობის დადგენა შესაძლებელი იყო მიწიდან მისი რადიოსიგნალის სიხშირის გაზომვით, მიმღების მდებარეობის განსაზღვრაც შეიძლებოდა.
უკვე 1958 წელს მოწინავე კვლევითი პროექტების სააგენტომ (ARPA) ეს პრინციპი ტრანზიტის, მსოფლიოში პირველი გლობალური სატელიტური სანავიგაციო სისტემის შესაქმნელად გამოიყენა. პირველ ასეთ სატელიტს შეეძლო ნავიგაციის უზრუნველყოფა როგორც სამხედრო, ისე კომერციული მომხმარებლებისთვის — მათ შორის იყო საზღვაო ძალების სარაკეტო წყალქვეშა ნავები. 1968 წლისთვის 36 სატელიტისგან შემდგარი პლეადა სრულად ფუნქციონირებდა.
ტრანზიტი 1996 წლამდე, 28 წლის განმავლობაში მუშაობდა… ანუ, იქამდე, ვიდრე თავდაცვის დეპარტამენტი მას ამჟამინდელი გლობალური პოზიციონირების სისტემით (GPS) ჩაანაცვლებდა.
GPS ინოვაციის განვითარება
დოქტორი ივან გეტინგი, Aerospace Corporation-ის დამფუძნებელი პრეზიდენტი, უფრო მძლავრ და ზუსტ სისტემას წარმოიდგენდა — ერთგვარ „შუქურებს ცაში“. ამიტომაც, 1963 წლისთვის Aerospace-მა სატელიტური სანავიგაციო სისტემის გაფართოებისა და გაუმჯობესების გზების ძიება დაიწყო. ამავე პერიოდში ჩატარებული აერონავტიკული კვლევა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა ფილიპ დაიმონდი, რეკომენდაციას უწევდა კონცეფციას 621-B. სწორედ ამ სახელწოდებით ჩამოყალიბდა ახალი სატელიტური სანავიგაციო პროგრამა.
1966 წელს აერონავტიკის ინჟინრების ჯეიმს ვუდფორდის და ჰიდეიოში ნაკამურას შემდგომი სისტემური კვლევები მოიაზრებდა არქიტექტურას, რომელშიც ოთხი თანამგზავრის გაზომვები გამორიცხავს მიმღებებში მაღალი სიზუსტის საათების საჭიროებას. ამან ხელი შეუწყო ხარჯების შემცირებას და შედეგად, ტექნოლოგია უფრო ეკონომიკური გახდა.
არქიტექტურის მიხედვით, თითოეული თანამგზავრი საკუთარი საათით უნდა ყოფილიყო აღჭურვილი, რომელიც პერიოდულად განახლდებოდა მიწისქვეშა სადგურების სიგნალით. ეს უკანასკნელი კი მაღალი სიზუსტით და საიმედოობით გააკონტროლებდა GPS თანამგზავრების პოზიციას. მოგვიანებით კი GPS მოწყობილობების ზომის იქამდე შემცირების იდეა გაჩნდა, რომ მობილურ ტელეფონებშიც კი მოთავსებულიყო.
1960-იანი წლების დარჩენილი პერიოდის განმავლობაში ტექნოლოგიების მიღწევებმა, როგორებიც არის მყარი მდგომარეობის მიკროპროცესორები, კომპიუტერები და გამტარუნარიანობის გამოყენების ტექნიკა, ხელი შეუწყო GPS-ის განვითარებას. საზღვაო კოსმოსური ტექნოლოგიების ცენტრში (NRL) ატომური საათების განვითარებამ განაპირობა სატელიტური სანავიგაციო სისტემის განვითარება, რომელიც ცნობილია როგორც Timation (დროის ნავიგაცია). პირველი ორი Timation თანამგზავრი ბროლის საათებით იყო აღჭურვილი და ისინი 1967 და 1968 წლებში გაეშვა. მესამე სატელიტს, რომელიც 1974 წელს ამოქმედდა, ატომური საათი ჰქონდა, რამაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა სიზუსტე და უზრუნველყო 3D მდებარეობის დაფარვა.
1972 წლის ნოემბერში საჰაერო ძალების პოლკოვნიკს ბრედფორდ პარკინსონს დაევალა სატელიტური ნავიგაციის პროგრამის ზედამხედველობა. პარკინსონი ხელმძღვანელობდა კონცეფციის შემუშავების გუნდს, რომელიც აერთიანებდა TRANSIT-ის, Timation-ისა და Project 621-B-ის საუკეთესო ასპექტებს. ეს პროექტი თავდაცვის დეპარტამენტმა 1973 წლის დეკემბერში დაამტკიცა, 24 თანამგზავრული პასიური ცალმხრივი დისტანციური სისტემისთვის, რომელიც დედამიწის საშუალო ორბიტის ატომურ საათებს იყენებდა.
ამ მიდგომის პირველი ინკარნაცია დაიწყო 1974 წელს, როდესაც აშშ-ის საჰაერო ძალებმა Navstar-ის სატელიტების, სახმელეთო კონტროლის სისტემისა და სხვადასხვა ტიპის სამხედრო მომხმარებლის აღჭურვილობის განვითარება დაიწყეს.
1978 წლის თებერვალში გაეშვა პირველი პროტოტიპი Navstar/GPS Block I. ხოლო იმავე წლის ბოლოს კიდევ სამი Navstar თანამგზავრი ამოქმედდა.
GPS-ის გავრცელება და ფართო გამოყენება
GPS ტექნოლოგიის გავლენა ჩვეულებრივ მოსახლეობაზეც გაიზარდა. იგი მობილურ ტელეფონებში პირველად 1999 წელს გამოჩნდა, როდესაც Benefon-მა გამოუშვა Benefon Esc! — GPS ტელეფონი. ცოტა ხანში კი სისტემა მანქანებშიც დაინერგა.
ამასთან, გლობალური პოზიციონირების სისტემის მიმღებისა და ჩიპების ფასი, დაახლოებით, $3000-დან $1.50-მდე დაეცა. ამ ყველაფრის ფონზე, გაიზარდა GPS-ის გამოყენება საავტომობილო ნავიგაციისთვის, მდებარეობაზე დაფუძნებული სერვისებისთვის, პერსონალური ტექნოლოგიებისა და გადამზიდი ინდუსტრიებისთვის.
ახალი GPS
2000 წლისთვის აღიარებულ იქნა, რომ სისტემა საჭიროებდა განახლებას, რათა შეენარჩუნებინა სწრაფად მზარდი სამხედრო და სამოქალაქო აპლიკაციები. ამიტომაც, თანამგზავრზე სიგნალების დასამატებლად შესაბამისი სტრატეგია შეიმუშავეს, სახელწოდებით GPS III. ეს უკანასკნელი ჯერ კიდევ განვითარების პროცესშია და მთელი ამ პერიოდის განმავლობაში ეტაპობრივად იზრდება. მაგალითად, 2020 წლისთვის მესამე და მეოთხე GPS III თანამგზავრები გაშვებული იქნა Falcon 9-ის მეშვეობით. დანარჩენი ექვსის გაშვება კი 2023-ში იგეგმება.
კოსმოსური ნავიგაციის ტექნოლოგიების გავლენა ჩვენს სამყაროზე გრძელდება. მისი მონაცემები მნიშვნელოვან ინფორმაციას იძლევა როგორც რუკების, ისე ამინდისა და, ზოგადად, გადაადგილების შესახებ. ამასთან, მოხსენებების თანახმად, 1980-იანი წლებიდან მოყოლებული, GPS თანამგზავრებმა თითქმის $1.4 ტრილიონი ეკონომიკური სარგებელი გამოიმუშავა… 2019 წლის კვლევა კი ცხადყოფს, რომ სანავიგაციო აპლიკაციები ამერიკელ მომხმარებლებს დაეხმარა, 52 მილიარდი გალონი საწვავი დაეზოგათ.
ავტორი: ქეთია ბელქანია
