De la secundar la GPS

La Smithsonian Air and Space Museum din Washington DC sunt expuse o grămadă de lucruri fascinante din istoria acestui domeniu, de la capsule spațiale și până la avionul real al fraților Wright, cel cu care s-a efectuat primul zbor. Bonus, accesul este gratuit, ca la majoritatea muzeelor din oraș. Dacă vreți să-l vedeți, este disponibil în Google Arts and Culture în format streetview.

Au acolo și o expoziție despre cum se orientau marinarii și aviatorii de la începutul aviației și cât de dificil era totul. În muzeu am învățat să folosesc un sextant. Era unul expus pentru a te juca cu el și eu am fost mereu curios să înțeleg cum funcționează.

Sextantul îți spune la ce unghi față de orizontală este o anumită stea aleasă de tine sau chiar Soarele. Este un fel de raportor cu o lunetă atașată, ca să țintești bine steaua respectivă. Navigatorii puteau recunoaște măcar câteva stele importante de pe cer. Sextantul îți spune cu precizie ridicată unghiul respectiv, iar apoi șmecheria este că deschizi o carte de navigație, un fel de tabel cu poziția stelelor, și găsești acolo scris chestii de genul “dacă pe 18 octombrie 2020, la ora 21:20, ai măsurat că steaua nordului este la 62,5 grade față de orizontală, înseamnă că tu te afli la coordonatele x și y de pe planetă”. E un tabel destul de lung în acea cărțulie, iar fără ea sextantul devine inutil.

Public Domain, Link

Cu un astfel de dispozitiv s-a navigat timp de decenii, chiar secole, pe mări și oceane.

Secțiunea următoare din acea zonă vorbește însă despre problemele primelor decenii de aviație. Sextantul nu putea fi folosit cu precizie în interiorul unui avion, mai ales în avioanele mici din acea perioadă, mai ales în condiții de turbulențe sau plafon noros consistent. Și fix în astfel de condiții ai nevoie de orientare cât mai precisă.

Așa că o grămadă de aviatori au murit încercând să găsească aeroportul de destinație. Închipuiți-vă nori, rafale de vânt din diverse direcții, un avion mic, complet analogic, cu cockpit nepresurizat în care se mai aburesc geamurile sau vizibilitatea este îngreunată de ploaie sau ceață. Închipuiți-vă că aeroporturile de atunci erau o pistă de mici dimensiuni, poate de iarbă, fără sistemele performant de iluminare din prezent, când pista poate fi făcută vizibilă prin ceață sau nori.

Sau închipuiți-vă zborul peste mare sau ocean, când totul arată la fel chiar și când ai vizibilitate.

Aviația a progresat într-un ritm foarte alert. În 1903, frații Wright făceau primul zbor cu avionul lor pe o lungime de doar 37 de metri și la doar 3 metri altitudine. În 1923, doar 20 de ani mai târziu, se efectua primul zbor de pe o coastă pe alta a Statelor Unite ale Americii, din New York în San Diego, cu un avion produs de Fokker și numit T-2. A durat 27 de ore, dar s-a încheiat cu bine. În acel moment deja avusese lor Primul Război Mondial și aviația devenise crucială în domeniul militar, transportului de corespondență și chiar și de pasageri. În 1927, Charles Lindbergh trecea Atlanticul.

T-2, avionul, este în acest muzeu. Arată atât de fragil încât m-aș urca cu grijă în el și la sol, că de zburat n-aș avea curajul. Aviația, ca multe alte domenii, a fost însă pentru cei curajoși, pentru pionieri, iar mulți n-au ajuns la destinația lor.

Scrie acolo în muzeu că un moment de cotitură în navigația aeriană a fost inventarea unor ceasuri mult mai precise. Introducerea secundarului pe ceas și o precizie bună a acestuia au contat enorm. În acele vremuri, dacă-ți cunoșteai viteza avionului, cronometrai câte minute și secunde ai mers într-o anumită direcție și astfel calculai distanța parcursă, ca să știi când trebuie să-ți modifici cursul urmat.

Un ceas care rămâne în urmă un minut sau mai mult la fiecare oră nu-i mare problemă la sol, pentru un om normal. Eroarea acesta, însă, se amplifică în cascadă pentru un pilot și o deviația de câteva mile de la traseu poate însemna că nu mai vezi aeroportul pe care trebuie să ajungi și nici nu știi cum și unde ai greșit navigația, mai ales în condiții de nori sau ceață sau în noapte.

Așa că ceasurile mai bune au contat enorm și astfel și-au făcut renumele producători precum Longines sau Breitling și de asta și astăzi avem multe ceasuri de mână în game de “aviatori”, deși nu mai este nevoie de ele.

După ce am început să joc Flight Simulator 2020, am început să învăț și despre sisteme de navigație pentru avioane și cum se utilizează ele. De exemplu, prin țară, pe tot globul de altfel, există niște stații numite VOR, VHF Omnidirectional Range. Acestea emit câte un semnal radio diferit pe fiecare direcție în jurul lor, ca spițele unei roți sau umbrele, iar avionul care-l recepționează știe deci pe ce direcție este față de acea stație VOR.

Dacă stația emite și un semnal DME, Distance Measuring Equipment, avionul (dacă-i echipat cu receptoarele potrivite pentru aceste semnale) află și la ce distanță este față de respectiva stație VOR-DME și practic determină unde este pe hartă. Nu știe și altitudinea, dar aceasta se determină prin alte mijloace.

Navigația VOR a fost implementată pe scară largă în 1946 și de atunci a fost principala metodă prin care avioanele s-au orientat în zborul lor, indiferent de distanță. În general se zboară de la o stație VOR la alta, folosindu-le ca niște waypoint-uri, iar fiecare aeroport are de obicei propria stație ce poate fi folosită ca ghid pentru destinația finală.

Aeroportul Henri Coandă are două stații în preajmă, Florești care emite pe 112,2 MHz și Roșiori pe 117,1 MHz, ambele marcate pe hartă cu simbolul de VOR-DME. De la stația Roșiori, dacă mergi direct spre Vest (sau hai să zicem un 265 grade) ajungi la aeroport.

Te uiți pe o astfel de hartă (asta e din Skyvector) și-ți faci singur planul de zbor, notezi frecvențele necesare radioului din avion pentru a “prinde” stațiile, distanțele dintre ele și alte asemenea informații. Nu era nici asta treabă simplă, că trebuia să iei în considerare deviația indusă de vânt lateral sau alți factori, dar na… cu VOR-DME omenirea s-a descurcat câteva decenii inclusiv în zboruri intercontinentale.

Apoi a venit sistemul GPS. Sateliți lansați de americani în spațiu, cu ceasuri atomice la bord, transmițând pentru toată lumea un semnal care putea fi utilizat pentru a determina poziția pe hartă. Inițial gândit pentru utilizare militară, dar permis și pentru utilizare civilă în 1983, după un ordin semnat de președintele Reagan.

Întreaga constelație de sateliți a devenit operațională în 1993. Probabil de atunci avioanele moderne au început să folosească pe scară largă GPS-ul pentru poziționare și navigație, împreună cu hărți digitale.

Avioanele moderne încă folosesc VOR-DME. Aviația are backup peste backup și nu se bazează doar pe GPS, că poate pică sistemul, e atacat, e închis în caz de război șamd. Avioanele moderne au și alte sistem de poziționare la bord, de altfel, și de asistență în coborâre către pistă inclusiv în condiții de ceață bună de tăiat cu sabia.

Gândiți-vă totuși la evoluția aceasta tehnologică. Cândva, acum vreo sută de ani, o revoluție în domeniu o constituia un ceas de mână cu secundar și abatere mică care-ți permitea să faci tu niște calcule matematice pentru a ști unde te afli.

Acum, orice pilot cu un iPad și Google Maps știe cu precizie de un metru sau mai puțin unde se află. Uneori joc Flight Simulator cu un Cessna 152, care are doar indicatoare analogice old-school, și mi se pare stupid că trebuie să le folosesc pe acestea pentru a urma traseul de la un VOR la altul când, în lumea normală, aș scoate telefonul din buzunar chiar acolo în avion și aș vedea direct pe hartă unde sunt.

Am făcut asta ca pasager.

Nici nu mi-ar trebui Internet. Google Maps poate fi utilizat offline, iar eu am dat ca exemplu o aplicația preinstalată, dar sunt multe altele gândite special pentru navigație. Nici nu contează avionul sau altitudinea. Acum un an am scris despre aplicații cu care pasagerii aflați la 10.000 de metri altitudine în avioane de zboară cu 850 km/h pot afla unde sunt în acel moment, ce-i pe sub ei șamd.

Primul zbor, în 1903, a avut 37 de metri lungime la o altitudine de 3 metri. 20 de ani mai târziu se zbura deja peste ocean. În prezent zborul oricând, oriunde, este ceva banal (ok, nu fix în această perioadă, buy you get my drift). Voi fi dezamăgit dacă peste 100 de ani zborurile către Lună sau Marte nu sunt ceva banal, ceva de făcut în timp ce asculți muzică direct din chip-ul din creier și te joci Angry Birds 278 în realitate augmentată inserată direct în nervul optic.