كيف تعرف الطائرات طريقها في الفضاء دون لوحات إرشادية؟

مدار الساعة -تحلق الطائرات على ارتفاعات شاهقة تزيد على عشرات الآلاف من الأقدام، في فضاء فسيح يبدو بلا بداية ولا نهاية، لا توجد لوحات ولا علامات إرشادية كالطرق، ورغم كل ذلك يعرف الطيارون طريقهم واتجاهاتهم بدقة متناهية كيف ذلك؟

تعتمد الطائرات على منظومة ملاحة متطورة تجمع بين الأقمار الصناعية وأجهزة الملاحة الداخلية والرادارات والمساعدات الأرضية، بحيث توفر أكثر من وسيلة لتحديد الموقع، ما يضمن استمرار الرحلة بأمان حتى في حال تعطل أحد الأنظمة الملاحية وجي بي إس فإن الطائرة تمضي في طريقها بأمان.

كان الطيارون في السابق يعتمدون على الخرائط الورقية والبوصلة والمعالم الطبيعية مثل الأنهار والجبال، لكن مع تطور الطيران التجاري وزيادة حركة الملاحة الجوية، أصبحت هذه الوسائل غير كافية وفق nd.tv.

تعتمد الطائرات الحديثة، اليوم، على شبكة متكاملة من الأنظمة الإلكترونية التي تعمل معاً لضمان معرفة موقع الطائرة بدقة في جميع مراحل الرحلة.

العين الأساسية

يعتبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أحد أهم وسائل الملاحة الحديثة، ويعتمد على شبكة من الأقمار الصناعية تدور حول الأرض وترسل إشارات دقيقة باستمرار، يستقبل جهاز الملاحة الموجود داخل الطائرة هذه الإشارات ويحسب موقعها ثلاثي الأبعاد، بما يشمل خط العرض وخط الطول والارتفاع، إضافة إلى الوقت بدقة عالية.

وتوضح إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية (FAA) أن النظام يحتاج إلى استقبال إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل لتحديد الموقع بدقة، تظهر هذه المعلومات مباشرة على شاشات قمرة القيادة، حيث يرى الطيارون موقع الطائرة بالنسبة لمسار الرحلة المخطط له.

نقاط توجيه

لا تطير الطائرات بشكل عشوائي بين المدن، بل تتبع ما يعرف بـ"نقاط التوجيه" أو Waypoints، وهي إحداثيات جغرافية محددة مسبقاً تشكل طريقاً جوياً رقمياً.

وقبل الإقلاع، يقوم الطيارون بإدخال خطة الرحلة بالكامل في نظام إدارة الطيران (FMS)، والذي يحدد المسار الذي ستتبعه الطائرة من المطار إلى الوجهة، وخلال الرحلة ينتقل النظام تلقائياً من نقطة توجيه إلى أخرى، مع تحديث الموقع والسرعة والوقت المتوقع للوصول بشكل مستمر.

ويشبه هذا النظام تطبيقات الملاحة في السيارات، لكنه أكثر تعقيداً ودقة، لأنه يأخذ في الاعتبار الارتفاعات الجوية، والرياح، والمسارات المعتمدة، وتعليمات مراقبة الحركة الجوية.

خطة بديلة

رغم الاعتماد الكبير على GPS، فإن الطائرات مزودة بأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS أو IRS)، وهي تعمل بشكل مستقل تماماً عن الأقمار الصناعية.

يعتمد هذا النظام على جيروسكوبات دقيقة للغاية ومقاييس تسارع تقيس حركة الطائرة في جميع الاتجاهات، ومن خلال معرفة نقطة البداية وسرعة الحركة واتجاهها، يستطيع النظام حساب الموقع الحالي للطائرة حتى في حال انقطاع إشارات GPS.

وتتميز هذه التقنية بأنها لا تحتاج إلى أي اتصال خارجي، لذلك تعد وسيلة احتياطية أساسية في الرحلات الطويلة أو في المناطق التي تتعرض فيها إشارات الأقمار الصناعية للتشويش أو الانقطاع.

مساعدات أرضية

ورغم انتشار أنظمة الأقمار الصناعية، لا تزال الطائرات تستفيد من شبكات الملاحة الأرضية مثل VOR وDME وILS، المنتشرة بالقرب من المطارات وعلى امتداد العديد من الممرات الجوية.

وتوفر هذه المحطات معلومات عن الاتجاه والمسافة، كما يساعد نظام الهبوط الآلي (ILS) الطيارين على تنفيذ عمليات هبوط دقيقة، خاصة في ظروف الضباب أو انخفاض الرؤية.

مراقبة الحركة الجوية

إلى جانب أنظمة الملاحة الموجودة على متن الطائرة، يتابع مراقبو الحركة الجوية موقع كل رحلة باستخدام الرادارات وتقنيات المراقبة الحديثة مثل ADS-B، التي ترسل موقع الطائرة وارتفاعها وسرعتها بشكل مستمر إلى محطات المراقبة والطائرات المجاورة.

ويتيح ذلك لمراقبي الحركة الجوية توجيه الطائرات وتوفير مسافات آمنة بينها، إضافة إلى تعديل المسارات عند الحاجة لتجنب الازدحام أو سوء الأحوال الجوية.

طبقات متعددة

تعتمد صناعة الطيران على مبدأ التكرار أو Redundancy، أي وجود أكثر من نظام يؤدي الوظيفة نفسها، فإذا تعطل GPS، يستمر نظام الملاحة بالقصور الذاتي في العمل، وإذا ظهرت أي اختلافات في البيانات، يمكن للطيارين مقارنتها مع أجهزة أخرى أو مع معلومات مراقبة الحركة الجوية.

ولهذا السبب، فإن احتمال فقدان الطائرة لموقعها الفعلي يعد نادراً للغاية، إذ صممت أنظمة الملاحة الجوية لتعمل جميعها معاً وتوفر أعلى مستويات الدقة والموثوقية.

معرفة الطيارين طريقهم في السماء يأتي وفق منظومة متكاملة وتكنولوجيا حديثة تمدهم بالمعلومات لحظة بلحظة عن المسار وتقودهم عبر طريق رقمي إلى بر الأمان.