Laura Vieira
RedatoraJornalista recém-formada, com experiência no Tribunal de Justiça, Alerj, jornal O Dia e como redatora em sites sobre pets e gastronomia. Gosta de ler, assistir filmes e séries e já passou boas horas construindo casas no The Sims.
De aplicativos de transporte a sistemas de navegação de aviões e navios, o GPS está por trás de muito mais coisas do que apenas indicar uma rota. O problema é que seus sinais podem ser bloqueados ou sofrer interferências, o que pode comprometer a localização exata de um veículo. Pesquisas recentes estão testando alternativas que conseguem determinar uma posição sem depender diretamente do sistema, usando sensores quânticos que conseguem identificar pequenas variações no campo magnético da Terra. Outra estratégia aproveita sinais de satélites que já estão no espaço, como os da Starlink e da OneWeb, mesmo que eles não tenham sido criados para funcionar como sistemas de navegação. As tecnologias ainda estão em desenvolvimento, mas alguns testes já conseguiram localizar aeronaves e embarcações com precisão de alguns metros.
O campo magnético da Terra pode funcionar como um mapa invisível
O primeiro caminho parece estranho à primeira vista: usar a própria Terra para descobrir onde você está. Isso é possível porque o campo magnético do planeta não é exatamente igual em todos os lugares. As rochas presentes na crosta terrestre possuem diferentes propriedades magnéticas, por isso, produzem pequenas variações no campo ao redor delas. Essas diferenças formam uma espécie de impressão digital magnética do planeta. Se um avião tiver um sensor suficientemente preciso para detectar essas alterações, seus dados podem ser comparados com um mapa e usados para calcular a posição.
É aí que entram os sensores quânticos. Um dos sistemas testados pela empresa australiana Q-CTRL usa um magnetômetro opticamente bombeado, ou OPM. De forma simplificada, o equipamento utiliza lasers e átomos de rubídio para medir mudanças muito pequenas no campo magnético ao redor do veículo. O sistema não serve para indicar simplesmente o norte, como faria uma bússola. O sensor procura características magnéticas específicas do local onde ele está passando. O computador então compara essas informações com um mapa para descobrir em que ponto da Terra o veículo provavelmente se encontra.
Outra abordagem usa diamantes com centros de nitrogênio-vacância, conhecidos como centros NV. Esses pequenos defeitos na estrutura do diamante permitem criar sensores que conseguem medir não apenas a intensidade, mas também a direção do campo magnético. A ideia é produzir mapas magnéticos mais completos, e consequentemente, melhorar a localização.
O principal desafio ainda está nos próprios mapas. Ainda não existe um mapa magnético global detalhado o suficiente para permitir esse tipo de navegação em qualquer lugar. Por isso, empresas e pesquisadores trabalham para coletar novos dados e melhorar os mapas que já existem. A ideia não é substituir completamente o GPS, mas ter uma alternativa para usar quando o sinal de satélite falhar ou não for confiável.
Satélites que não foram feitos para navegação também podem ajudar
Além de fornecer internet, os sinais dos satélites Starlink podem ajudar sistemas a determinar a posição de veículos quando o GPS não está disponível
Há também uma segunda estratégia: ao invés de analisar as características magnéticas da Terra, o sistema pode aproveitar sinais de rádio que já circulam pelo planeta. Satélites de comunicação, como os da Starlink e da OneWeb, transmitem constantemente sinais para atender seus usuários. Eles não foram projetados para informar a posição de quem recebe essas transmissões, mas pesquisadores descobriram que as ondas podem carregar pistas suficientes para isso.
Uma das técnicas analisa o chamado efeito Doppler. É o mesmo fenômeno que faz o som de uma sirene parecer mudar quando uma ambulância se aproxima e depois se afasta. No caso dos satélites, a frequência do sinal também muda conforme eles passam pelo céu. Ao medir essa variação e combinar os dados com informações sobre a trajetória do satélite, um computador consegue estimar a posição de quem está recebendo o sinal.
O ASPIN Lab, da Universidade Estadual de Ohio, testou essa ideia a bordo de um navio próximo à Groenlândia em agosto de 2024. O sistema, chamado Matrix, analisou transmissões de 21 satélites Starlink e OneWeb e conseguiu posicionar a embarcação a cerca de 27 metros da localização real. Mas ainda existe uma dificuldade: satélites podem mudar de trajetória. Quando isso acontece, a previsão usada pelo sistema pode deixar de corresponder exatamente ao caminho percorrido no espaço, aumentando o erro da localização.
Uma possível solução para esse problema são as próprias informações divulgadas pela SpaceX. A empresa passou a publicar previsões de órbita para seus mais de 11 mil satélites. Essas previsões podem chegar a uma margem de erro de apenas alguns metros em relação à posição real dos satélites.
Pesquisadores também testam formas de combinar diferentes sinais para tornar a localização mais precisa. Na Virginia Tech, universidade de pesquisa dos Estados Unidos, uma das propostas usa um receptor em um ponto cuja posição já é conhecida para comparar os sinais recebidos com o que era esperado. A técnica poderia chegar a uma precisão de cerca de 10 metros.
Outra possibilidade combina informações de quatro satélites Starlink, incluindo o efeito Doppler, para tentar reduzir esse erro para aproximadamente dois metros. O ASPIN Lab também já testou pequenas variações nos sinais de torres de celular para ajudar uma aeronave a descobrir sua posição .Com isso, as pesquisas apontam para um caminho em que o GPS pode deixar de ser a única referência para determinar a posição de um veículo. Campo magnético da Terra, sinais de satélites e transmissões de torres de celular podem assumir esse papel em conjunto, criando novas alternativas para manter a navegação funcionando quando o sinal de GPS não estiver disponível.
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