Физики приблизились к созданию невероятно маленького гироскопа

Группа прикладных физиков Городского университета Нью-Йорка приблизилась к созданию самого маленького в мире гироскопа. Как отмечают исследователи, миниатюрное устройство будет иметь толщину человеческого волоса. Это может стать началом эры невероятно компактных инерциальных навигационных систем на базе гироскопов.

Optics InfoBase

Космические зонды, спутниковые системы, ракеты используют инерциальную навигацию для сверхточного управления полётом. В аэрокосмических системах масса является одним из важнейших показателей. Согласно данным НАСА, для выведения на орбиту каждого фунта (около 450 граммов) приходится затрачивать более $10 тыс. Поэтому разработка компонентов с меньшими габаритами и массой является одним из приоритетных направлений.

Optics InfoBase

Изобретение американских физиков (пока что больше теоретическое, косвенно подтверждаемое экспериментами) представляет собой так называемый оптический гироскоп. Гироскопы такого типа уже создавались ранее, но столь миниатюрных габаритов добиться до сих пор не удавалось. В отличие от механических, оптические гироскопы не имеют движущихся частей. Две световые волны циркулируют по оптическому волокну или в специальной полости по и против часовой стрелки. Благодаря эффекту Саньяка появляется возможность вычислять угловую скорость движения (на этом эффекте основаны все оптические гироскопы).

Гироскопы с полостями являются более компактными, чем гироскопы с использованием оптоволокна. Поэтому исследователи взяли за основу первые. Традиционно полости разрабатывают так, чтобы они захватывали свет на как можно более длительное время. Отличительной чертой новой разработки является полость, спроектированная таким образом, что часть света может выйти наружу, генерируя при этом ИК-волны дальнего диапазона. Данный процесс фиксируется парой детекторов, а на основе анализа полученных узоров вычисляется угловая скорость. Такая пара датчиков позволяет контролировать движение только в одной плоскости. Но размещение нескольких таких сенсоров даст полную картину движения объекта в трёхмерной системе координат.