GPS-Alternative arbeitet mit kosmischer Strahlung statt mit Satelliten

Die im Alltag kaum noch wegzudenkende Satelliten-Navigation hat immer noch einen Haken: Sie funktioniert im Grunde nur im Freien. Japanische Forscher haben nun eine mögliche Alternative entwickelt, die überall funktioniert und keine Satelliten benötigt. Das System arbeitet nämlich nicht mit der Auswertung von Funkwellen, sondern mit der Detektion von Myonen. "Myonen aus der kosmischen Strahlung fallen gleichmäßig auf die Erde und bewegen sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit, unabhängig von der Materie, die sie durchqueren. Und sie durchdringen sogar kilometerdickes Gestein", erklärte Hiroyuki Tanaka von der Universität Tokio. "Jetzt haben wir mithilfe von Myonen eine neue Art von GPS entwickelt, das wir Muometric Positioning System (MuPS) genannt haben und das unter der Erde, in Gebäuden und unter Wasser funktioniert."

Myonen werden bereits seit einiger Zeit genutzt, um etwa unterirdische Strukturen zu erforschen. Hier macht man sich die Tatsache zunutze, dass es letztlich nicht alle Teilchen schaffen, dichte Materie zu durchdringen, sodass man unterschiedliche Materialien und Beschaffenheiten sichtbar machen kann. Die Detektion wurde im Zuge dessen immer weiter verbessert und inzwischen lassen sich Bewegungsrichtung und -energie messen.

Es wird zur Preisfrage

Das ist die Voraussetzung für MuPS. Das System funktioniert so, dass verschiedene Basisstationen auf der Erde Referenzdaten bereitstellen. Beim Detektieren der Myonen mit den eigentlichen mobilen Empfängern können dann aus der Zeitdifferenz und der Bewegungsrichtung Standortdaten trianguliert werden - ähnlich, wie man es auch mit den elektromagnetischen GPS-Signalen macht.

Die ersten Versuche mit dem System dienten auch nicht der Navigation, sondern der Messung von Meeresbewegungen. So sollten starke Sturmwellen oder Tsunamis besser erkannt werden. Inzwischen ist man aber einen Schritt weiter gegangen und kann MuPS zur Positionsbestimmung unter Wasser oder innerhalb von Gebäuden verwenden. Dabei werden teils ähnliche Genauigkeiten wie bei GPS erreicht.

Der Schlüssel für eine praxistaugliche Genauigkeit ist allerdings eine möglichst perfekte Zeitsynchronisation. Eine Lösungsmöglichkeit liegt laut den Wissenschaftlern darin, die Empfänger mit Atomuhren im Chipformat zu versehen. Diese gibt es durchaus schon, allerdings sind sie noch ziemlich teuer. Wenn sich dies ändert, könnte man hier eine ernsthafte Konkurrenz zum Satellitensystem bekommen.


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