كيف تتنقل الجيوش دون GPS، من INS إلى أجهزة الاستشعار الكمومية

تحولت الملاحة دون GPS من فكرة ثانوية في الحرب الباردة إلى أولوية ملحّة، إذ سجّلت مجموعات الطيران المدني عشرات الآلاف من حوادث تشويش GPS وانتحال إشاراته سنويًا حول مناطق النزاع منذ 2024. والبديل مجموعة تقنيات تتصدرها الملاحة القصورية، وهي حساس لا يحتاج إلى أي إشارة على الإطلاق، إضافة إلى مطابقة التضاريس والتحديدات السماوية وموجة جديدة من أجهزة الاستشعار الكمومية.

لماذا يفشل GPS في منطقة الحرب

تصل إشارات GPS إلى المستقبِل أضعف من مصباح كهربائي يُرى من آلاف الكيلومترات، ما يجعل إغراقها أمرًا سهلًا للغاية. فأجهزة التشويش الرخيصة تغطي مناطق بأكملها، وأجهزة الانتحال تفعل ما هو أسوأ إذ تغذي المستقبِلات بمواقع معقولة لكنها زائفة، وهو تكتيك صار روتينيًا الآن فوق بحر البلطيق والبحر الأسود والشرق الأوسط. وقد أظهرت أوكرانيا الكلفة العملياتية، إذ يفيد المشغّلون بأن دقة الذخائر الموجهة بـ GPS مثل GMLRS وJDAM تراجعت بشدة تحت التشويش الروسي إلى أن وصلت إصلاحات البرمجيات والهوائيات. وقد حصّنت الجيوش GPS برمز M المشفر وهوائيات ذات نمط مضبوط، لكن الدرس قائم، فالملاحة بالأقمار الصناعية رفاهية يمكن لخصم نظير أن ينتزعها، وهي جزء من مبارزة الحرب الإلكترونية الأوسع.

كيف تعمل الملاحة القصورية

يجيب نظام الملاحة القصورية عن سؤال “أين أنا” باستخدام الفيزياء وحدها. تقيس مقاييس التسارع كل تغير في السرعة على ثلاثة محاور، وترصد الجيروسكوبات كل دوران، ويكامل حاسوب القياسين انطلاقًا من نقطة بدء معروفة، فيحسب الموقع تقديريًا بآلاف التحديثات في الثانية. ولأن INS لا يرسل ولا يستقبل، لا يمكن تشويشه ولا انتحال إشاراته ولا كشفه.

العيب هو الانحراف. فأخطاء الحساسات الصغيرة تتراكم، لذا تزداد عدم اليقين في الموقع مع الزمن، بنحو ميل بحري في الساعة لنظام جيد بدرجة الطائرات، وبدقة أفضل بكثير للوحدات الفائقة في الغواصات والصواريخ العابرة للقارات. ولهذا يُقرن تقريبًا كل INS عسكري بشيء يصفّر الخطأ، هو GPS عند توفره، أو البدائل أدناه عند غيابه. وأسلحة مثل إسكندر ومعظم صواريخ كروز تطير بـ INS أولًا، وكل ما عداه يُضاف فوقه.

الجيروسكوب الليزري الحلقي مقابل الليفي الضوئي وMEMS

ما الذي يمكن أن يحل محل GPS

لا شيء من هذه يمثل بديلًا جاهزًا لـ GPS، وهذا هو المقصود. فبُنى “PNT المضمون” الحديثة تدمج INS مع أي وسائل مساعدة تنجو من البيئة، متعقبات النجوم فوق الغيوم، ومطابقة التضاريس لصواريخ كروز، والملاحة المغناطيسية والبصرية للمسيّرات. أما الأسلحة فرط الصوتية، التي تطير ملفوفة ببلازما تحجب معظم الإشارات، فتعتمد بشكل خاص على التوجيه القصوري والسماوي.

الملاحة الكمومية موضحة

الجواب الأكثر وعدًا على المدى البعيد هو الاستشعار الكمومي. فمقاييس التداخل بالذرات الباردة تقيس التسارع والدوران قياسًا إلى سلوك ذرات منفردة، وهذه لا تنحرف كما تنحرف الحساسات الميكانيكية أو البصرية، ويمكن لمقاييس المغناطيسية الكمومية أن تجعل الملاحة بالخرائط المغناطيسية أدق بكثير. وقد حلّقت المملكة المتحدة والولايات المتحدة والصين وأستراليا بنماذج مخبرية على متن طائرات أو سفن أو قطارات في السنوات الأخيرة. ولا تزال المنظومات ضخمة وحساسة، لكن الهدف صريح، وهو INS دقيق بما يكفي ليستغني غواصة أو قاذفة تمامًا عن أي تحديد خارجي.

الأسئلة الشائعة حول الملاحة دون GPS

كيف تتنقل الطائرات العسكرية دون GPS؟

أساسًا بأنظمة الملاحة القصورية، مدعومة بوسائل مساعدة لاسلكية ومطابقة التضاريس ومتعقبات النجوم في بعض المنصات وإجراءات الطواقم التي تسبق الملاحة بالأقمار الصناعية.

هل يمكن تشويش نظام الملاحة القصورية؟

لا. فهو يقيس حركة المركبة نفسها ولا يرسل ولا يستقبل، فلا شيء يمكن تشويشه أو انتحاله. ضعفه هو الانحراف مع الزمن وليس التداخل.

ما دقة INS دون GPS؟

نحو ميل بحري من الانحراف في الساعة لنظام طائرات جيد، وأفضل بكثير لوحدات الغواصات والصواريخ، وأسوأ بكثير لحساسات MEMS الرخيصة في المسيّرات الصغيرة.

ما هو PNT المضمون؟

التموضع والملاحة والتوقيت المضمونة، وهو المصطلح العسكري للبنى التي تدمج INS مع وسائل مساعدة متعددة مستقلة عن GPS كي تصمد الملاحة أمام التشويش.

هل ستحل الملاحة الكمومية محل GPS؟

ليس قريبًا. فقد حلّقت النماذج التجريبية، لكن الحساسات ما زالت كبيرة وهشة. والهدف الواقعي القريب هو INS معزز بالكم ينحرف ببطء كافٍ لتفادي التحديدات الخارجية لأيام.