Stella Maris – Quantum magneto-sensoren voor detectie van dark vessels

Stella Maris onderzoekt hoe quantum-sensoren kunnen helpen om schepen passief te detecteren. De technologie meet kleine veranderingen in magnetische velden en kan daarmee een aanvulling vormen op bestaande systemen voor toezicht rond vitale infrastructuur op de Noordzee

Hoe houd je zicht op scheepvaart in gebieden waar vitale infrastructuur ligt, ook wanneer een schip niet zichtbaar is via AIS of radar? Binnen Stella Maris onderzoekt het lectoraat Applied Quantum Computing van de Hogeschool van Amsterdam hoe quantum-sensoren daarbij kunnen helpen. Het project richt zich op de detectie van zogenoemde dark vessels: schepen die hun locatie of identiteit bewust verbergen, bijvoorbeeld door hun AIS-transponder uit te schakelen of te manipuleren.

Dit is relevant voor de bescherming van vitale infrastructuur op de Noordzee, zoals energie- en datakabels, leidingen en windparken. Bestaande systemen, waaronder AIS en radar, geven niet altijd een volledig beeld van de scheepvaart in een gebied. Stella Maris onderzoekt daarom of quantumtechnologie een aanvullende manier biedt om schepen waar te nemen.

De Hogeschool van Amsterdam werkt in het project samen met Rijkswaterstaat, Saxion Hogeschool en High Tech Alliance. Rijkswaterstaat begeleidt het traject vanuit het Fieldlab Connectiviteit Noordzee en treedt namens het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat op als directievoerder. Saxion Hogeschool draagt expertise bij over NV-centers in diamant, de basis van de gebruikte sensortechnologie. High Tech Alliance ondersteunt de technische ontwikkeling van de sensoropstelling. Studenten en afstudeerders, onder wie een student van Hogeschool Rotterdam, werken mee aan onderdelen van het onderzoek en de beproeving van de technologie.

De quantum magneto-sensor meet kleine veranderingen in magnetische velden. Metalen objecten, zoals schepen, veroorzaken zulke veranderingen. De sensor werkt passief: hij zendt zelf geen signaal uit, maar registreert de magnetische signatuur in de omgeving. Daarmee kan deze technologie een aanvulling vormen op actieve detectiemiddelen, zoals radar, en op systemen die afhankelijk zijn van een AIS-signaal.

Binnen Stella Maris ontwikkelen de partners een prototype dat bestaat uit de sensor, elektronica, datacommunicatie, software voor analyse en een schermweergave. Tijdens veldexperimenten langs het Amsterdam-Rijnkanaal detecteert de opstelling langsvarende schepen. De experimenten laten zien dat de technologie potentie heeft voor passieve scheepsdetectie; schepen zijn daarbij op ongeveer 50 meter afstand waarneembaar. 

De volgende stap is het verder ontwikkelen en beproeven van de technologie voor gebruik in een maritieme omgeving. Daarbij richt het onderzoek zich onder meer op een hogere gevoeligheid, minder ruis, betrouwbare verwerking van meetgegevens, een robuuste behuizing en autonome energievoorziening. De kennis uit Stella Maris is ook relevant voor andere toepassingen, zoals het lokaliseren van ondergrondse kabels en leidingen, verkeersdetectie, navigatie zonder GPS en detectie van objecten onder water.