จีนพัฒนา 'ระบบนำวิถีด้วยดวงดาว' ให้อาวุธไฮเปอร์โซนิก ใช้ได้แม้ GPS โดนรบกวน

ระบบนำทางด้วยดวงดาวทำงานอย่างไร?

ระบบนี้ใช้ เซ็นเซอร์ตรวจจับดาว (prototype star sensor) ที่ติดตั้งบนขีปนาวุธไฮเปอร์โซนิกเพื่อติดตามตำแหน่งของดาวฤกษ์ที่รู้จัก จากนั้นเซ็นเซอร์จะเปรียบเทียบรูปแบบดาวที่สังเกตได้กับแผนที่ดาวบนเครื่องบิน (onboard celestial map) เพื่อระบุตำแหน่งและทิศทางที่แน่นอนของขีปนาวุธ นี่คือรูปแบบ การนำทางด้วยดวงดาวแบบอิสระ (autonomous celestial navigation) — ไม่จำเป็นต้องสื่อสารกับสถานีภาคพื้นดินหรือดาวเทียมใดๆ

ในการทดสอบ เซ็นเซอร์นี้สามารถระบุรูปแบบดาวได้แม่นยำกว่า 99% ในสภาวะไร้การรบกวน

ข้อได้เปรียบเหนือระบบ GPS และเป่ยโต๋ว

การเปลี่ยนจากระบบนำทางผ่านดาวเทียมมาใช้ระบบนำทางด้วยดาวฤกษ์มีข้อได้เปรียบทางทหารที่สำคัญหลายประการ:

• กันการรบกวน (Jam-proof): ระบบนี้ไม่สามารถถูกปิดกั้นหรือปลอมแปลงสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ เนื่องจากใช้แสงดาวธรรมชาติ ไม่ใช่คลื่นวิทยุจากดาวเทียม
• ทำงานได้ในพื้นที่ที่ไม่มีสัญญาณ GPS (GPS-denied environments): ระบบสามารถทำงานได้ในสถานการณ์การสู้รบที่ดาวเทียมถูกบล็อก ถูกทำลาย หรือสัญญาณถูกรบกวน
• ความเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ (Full autonomy): อาวุธสามารถรักษาความสามารถในการนำทางได้ด้วยตัวเอง โดยไม่ต้องพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานภายนอก ทำให้หมดจุดอ่อนสำคัญของอาวุธไฮเปอร์โซนิกในปัจจุบัน
• รักษาความแม่นยำที่ความเร็วเหนือ Mach 5: ระบบสามารถรักษาความแม่นยำในการนำทางได้แม้ที่ความเร็วสูงสุด ซึ่งเซ็นเซอร์อื่นๆ มักจะประสบปัญหา

ทำไมสิ่งนี้ถึงสำคัญ?

อาวุธไฮเปอร์โซนิก ซึ่งเดินทางเร็วกว่าเสียงถึง 5 เท่า (Mach 5 หรือประมาณ 6,125 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เป็นหนึ่งในเป้าหมายที่ยากที่สุดในการป้องกัน แต่พวกมันก็มีจุดอ่อนใหญ่อย่างหนึ่ง นั่นคือ การนำทาง อาวุธส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาระบบนำทางผ่านดาวเทียมเพื่อรักษาเส้นทางเข้าเป้า หากศัตรูสามารถรบกวนสัญญาณ GPS หรือทำลายดาวเทียม ขีปนาวุธไฮเปอร์โซนิกก็อาจพลาดเป้าหมายได้

ระบบนำทางด้วยดาวดวงใหม่นี้ช่วยขจัดจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว (single point of failure) ทำให้อาวุธไฮเปอร์โซนิกมีชั้นการนำทางเพิ่มเติมที่ไม่ขึ้นกับสัญญาณภายนอกและแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะตอบโต้

เทคโนโลยีเบื้องหลัง

การนำทางด้วยดวงดาวไม่ใช่เรื่องใหม่ ผู้คนใช้ดาวนำทางมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่การนำมาใช้กับการบินไฮเปอร์โซนิกต้องแก้ปัญหาที่ทันสมัยและเฉพาะตัว ชั้นพลาสมา (plasma sheath) และความร้อนจากการเสียดสีที่ Mach 5+ จะบิดเบือนแสงดาวที่ส่องเข้ามา ทำให้เกิดความท้าทายด้านการมองเห็นที่จะทำให้เครื่องติดตามดาวแบบเดิมสับสน

ทีมงานของกวางตุ้งจัดการกับปัญหานี้โดยสร้างฐานข้อมูลการแผ่รังสี ซอฟต์แวร์จำลองสถานการณ์ และอัลกอริทึมการแก้ไข เพื่อคำนวณและชดเชยการหักเหของแสงดาวแบบเรียลไทม์ ผลลัพธ์ที่ได้คือเซ็นเซอร์ต้นแบบที่สามารถ 'มองผ่าน' ความโกลาหลของการบินด้วยความเร็วสูงและยังคงหาตำแหน่งของมันได้

ขั้นตอนต่อไป

โครงการนี้ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญขั้นสุดท้ายแล้ว และก้าวผ่านขั้นตอนต้นแบบไปแล้ว แต่การนำไปใช้ปฏิบัติการอย่างเต็มรูปแบบจะต้องมีการบูรณาการและการทดสอบเพิ่มเติม รายงานของสถาบันฯ ส่งสัญญาณว่าระบบพร้อมสำหรับการพัฒนาในขั้นตอนต่อไป และคาดว่าจะกลายเป็นตัวเลือกการนำทางหลักสำหรับคลังอาวุธไฮเปอร์โซนิกรุ่นต่อไปของจีน