Navegación sin satélites: la revolución cuántica de MagNav
Cuando usamos el GPS para orientarnos o seguir una ruta, rara vez pensamos en lo frágil que puede ser. Basta con entrar en un túnel, desplazarse a una zona remota o sufrir interferencias para que perdamos la señal. A gran escala, esta vulnerabilidad puede tener consecuencias graves: desde desviar la trayectoria de un avión hasta comprometer misiones militares. En escenarios críticos, depender únicamente del GPS no siempre es seguro.
Conscientes de este problema, los científicos de la empresa australiana Q-CTRL han desarrollado MagNav, un sistema de navegación completamente nuevo que no depende de satélites. Es inmune a interferencias y, según las pruebas, ofrece una precisión hasta 50 veces superior a la de los sistemas de respaldo actuales. Esta tecnología se basa en principios de física cuántica y utiliza el campo magnético terrestre como referencia. Los resultados, publicados en abril de 2025 en el servidor arXiv, suponen un avance clave en el campo del posicionamiento.
Navegar con el campo magnético de la Tierra
El principio tras MagNav no es nuevo: el campo magnético terrestre presenta variaciones locales —llamadas anomalías magnéticas— causadas por diferencias geológicas. Estas variaciones pueden cartografiarse, y si se dispone de sensores suficientemente sensibles, es posible compararlas con los mapas para determinar con precisión la ubicación de un objeto.
Hasta ahora, el reto era tecnológico. Los magnetómetros tradicionales eran demasiado ruidosos o inestables, y el propio vehículo generaba interferencias que dificultaban las mediciones. Además, los algoritmos de comparación eran poco robustos. MagNav supera estos obstáculos combinando sensores cuánticos desarrollados por Q-CTRL con algoritmos de aprendizaje en tiempo real capaces de filtrar el ruido y adaptarse al entorno y al vehículo.
Según sus desarrolladores, el sistema integra en un solo paso la reducción de ruido y la comparación con el mapa magnético, lo que le permite calibrarse automáticamente, sin necesidad de maniobras específicas, como sí requieren otros sistemas magnéticos.
Tecnología cuántica en sensores ultracompactos
El núcleo de MagNav son sus magnetómetros cuánticos de rubidio, que funcionan mediante el fenómeno de precesión del espín atómico, detectado ópticamente. Estos sensores tienen una sensibilidad extrema, capaces de detectar variaciones del campo magnético inferiores a 80 femtoteslas por raíz de hertzio.
Cada sensor pesa solo 70 gramos y ocupa 144 cm³, lo que permite su instalación en vehículos de todo tipo: coches, drones o aviones. Durante las pruebas, se colocaron dentro y fuera de una avioneta Cessna, y se comprobó que incluso en condiciones de alta interferencia, MagNav mantenía una precisión superior a la de los mejores sistemas inerciales del mercado.
Además, el sistema es totalmente pasivo: no emite señales, lo que lo hace invisible a radares y sistemas de detección enemigos. Esta característica le otorga un valor estratégico en entornos militares o de alta seguridad.
Pruebas reales: precisión en aire y tierra
Para validar la eficacia de MagNav, Q-CTRL realizó pruebas tanto aéreas como terrestres. En vuelo, recorrieron más de 6.700 kilómetros a distintas altitudes, desde el nivel del suelo hasta 19.000 pies. El margen de error fue mínimo: tan solo 22 metros, es decir, un 0,006 % de la distancia total.
El mayor salto de precisión —hasta 46 veces superior a un sistema inercial comercial— se consiguió con sensores cuánticos montados externamente y usando un sistema inercial asistido por velocidad vectorial. Incluso con sensores colocados dentro del avión, la mejora osciló entre 11 y 38 veces respecto a los INS convencionales.
También se realizaron ensayos en tierra, en carreteras asfaltadas y caminos de grava cerca de Orange, en Nueva Gales del Sur. Con un vehículo sin aislamiento especial, MagNav logró ser 7 veces más preciso que los sistemas inerciales tradicionales, marcando un hito en la navegación terrestre basada en anomalías magnéticas.
Adaptabilidad en tiempo real
Una de las fortalezas clave del sistema es su capacidad de adaptarse en tiempo real. A diferencia de otros métodos que requieren calibración previa, MagNav aprende durante la operación. Esto es posible gracias a un modelo físico que estima cómo el propio vehículo distorsiona el campo magnético y ajusta los cálculos continuamente.
Según el estudio, el algoritmo no necesita conocimiento previo del vehículo más allá de suposiciones físicas básicas, y actualiza sus parámetros sobre la marcha. Esto permite iniciar la navegación en “modo frío” (sin configuración previa) o en “modo caliente” (reutilizando configuraciones anteriores).
Al basarse en modelos físicos y no solo estadísticos, MagNav ofrece mayor robustez frente a cambios en la carga, la dirección o la latitud, e incluso puede operar eficazmente en zonas complicadas como regiones polares o bajo condiciones extremas del clima espacial.
Limitaciones y perspectivas de futur
A pesar de sus logros, el sistema aún presenta desafíos. Requiere mapas magnéticos detallados, que no siempre están disponibles, especialmente en zonas oceánicas. Además, en regiones con pocas anomalías magnéticas, la localización puede ser más lenta.
También el clima espacial, como las tormentas solares, puede afectar temporalmente la precisión. No obstante, los algoritmos de MagNav están diseñados para detectar estos eventos y compensar sus efectos.
El equipo de Q-CTRL propone combinar esta tecnología con otras —como visión artificial o radar— para desarrollar sistemas de navegación aún más robustos. Por ahora, MagNav demuestra que es posible lograr una navegación precisa y fiable sin depender de satélites, algo que hasta hace poco parecía ciencia ficción.
