Ohne GPS-Signale, etwa für Navigationssysteme oder zur Positionsbestimmung, ist unser modernes Leben nur schwer vorstellbar. Aber das System hat eine bedeutende Schwachstelle. Die von Satelliten gesendeten Radiowellen können weder in Gebäuden noch unter Wasser oder in Höhlen empfangen werden.

Das können aber die sogenannten Myonen. Die 1936 entdeckten Elementarteilchen sind ein Hauptbestandteil der sekundären kosmischen Strahlung – sie entstehen, wenn kosmische Strahlung auf Atomkerne der oberen Atmosphäre trifft. Großer Vorteil: Die Myonen sollen Hunderte Meter Stein und Wasser durchdringen können.

Mithilfe der Myonen-Tomografie konnte zuletzt eine über mindestens 4.500 Jahre verborgene Kammer in der Cheops-Pyramide entdeckt werden. Jetzt hat ein internationales Forschungsteam ein Navigationssystem auf Myonen-Basis getestet – erfolgreich, wie es in der noch nicht veröffentlichten Studie heißt.

Die GPS-Alternative könnte künftig etwa bei Rettungsaktionen im Meer oder in Höhlen zum Einsatz kommen und Roboter zielgenau zu möglichen Opfern leiten. Auch als Navigationssystem für unterirdisch fahrende autonome Fahrzeuge sei die Technologie denkbar, wie Ars Technica schreibt.

Schon in den vergangenen Monaten hatte das Forschungsteam mit seinem Muometric Positioning System (MuPS) Tests durchgeführt, etwa in der Bucht von Tokio oder in einem Zyklon. Bei den bisherigen Versuchen waren die oberirdisch aufgestellten Basisstationen und die Empfänger unter Wasser oder im Inneren des Zyklons mit Kabeln verbunden.

Der aktuelle Test ist der erste Versuch mit einer komplett kabellosen Technologie, so wie sie auch in Zukunft zum Einsatz kommen dürfte. Um Basisstationen und Empfänger zu synchronisieren, griffen die Forscher:innen auf hochpräzise Quarzuhren zurück. Schließlich bauten die Forscher:innen ihre Basisstation im sechsten Stock eines Gebäudes auf. Der Empfänger wurde durch die Kellerräume bewegt.

Die Ergebnisse, so die Forscher:innen, seien besser als jene von GPS-Systemen in städtischen Gebieten. Aber: Noch sei das Myonen-Navi von einer praktischen Anwendung weit entfernt. Die Genauigkeit belief sich auf maximal zwei Meter bis hin zu 25 Meter. Ein Meter müsse die Genauigkeit aber mindestens betragen, hieß es.

Das könne durch noch genauere Uhren für eine bessere Synchronisierung erreicht werden. Die dafür notwendigen Atomuhren seien aber noch zu teuer. In der Zukunft, so hofft das Forschungsteam, könnten deren Preise aber deutlich sinken. Ziel sei es zudem, die notwendige Hardware so weit zu schrumpfen, dass die Technologie in einem tragbaren Handheld-Gerät Platz findet.