Neuartige GPS-Alternative funktioniert auch tief im Untergrund

Auf Satellitennavigationssysteme verlässt sich die gesamte Menschheit, aber GPS, Galileo und Co. haben einen entscheidenden Nachteil: Sie funktionieren unter freiem Himmel, aber nicht im Untergrund, unter Wasser oder im Inneren von Gebäuden. Ein Forscher*innenteam der Universität von Tokyo schlägt nun ein neues System vor, das auf Myonen (Englisch: Muons) basiert.

Gebäude durchleuchten möglich

Myonen sind Elementarteilchen, die aus dem Universum gleichmäßig auf die Erde fallen und Materie kilometerweit durchdringen können. Wie Ars Technica berichtet, produzieren Myonen bei der Kollision mit anderen Teilchen aber Signale, die von Sensoren erfasst werden können. Dadurch lassen sich etwa Gebäude wie mit einer Art Röntgen durchleuchten. Die Methode wird u.a. in der Archäologie angewendet, etwa um nach Grabstätten unter der Erde oder versteckten Kammern in Pyramiden zu suchen.

Im Tunnel und in Innenräumen

Die Forscher*innen haben ein System entwickelt, das sie in Anlehnung an GPS muPS nennen, kurz für Muometric Positioning System. Sie haben eine Reihe von Versuchen durchgeführt, unter anderem in einem Unterwassertunnel in der Bucht von Tokio. Weitere Tests fanden in einem Gebäude statt. Die Bewegung einer Person mit einem Empfänger durch ein Gebäude wurde dabei mittels mehrerer Basisstationen verfolgt.

Was muPS ist und kann, vermitteln die Forscher*innen in einem herzigen Animationsvideo:

2 Meter Genauigkeit nicht gut genug

Wie sich herausstellte, kann das System derzeit im besten Fall Standorte mit einer Genauigkeit von 2 Meter feststellen. "Das ist so gut wie GPS an der Oberfläche in urbanen Gebieten", sagt Hiroyuki Tanaka, Mitautor der Studie zu muPS, die im Fachjournal iScience veröffentlicht wurde. "Bis zu einem praktischen Einsatz ist es aber noch weit. Die Leute brauchen eine Genauigkeit von einem Meter, und der Schlüssel dazu ist Zeitsynchronisation."

Knackpunkt Zeitsynchronisation

Ähnlich wie bei GPS wird ein genauer Abgleich von Uhrzeiten zwischen Basisstationen. Während GPS-Satelliten Atomuhren mitführen, wurden für muPS bisher nur Quartzuhren verwendet. Atomuhren sind derzeit noch sehr kostspielig und groß, der Trend weise aber hin zu günstigeren, kleineren Geräten.