Pentru prima dată în istorie, Luna va avea o rețea 4G

În această lună, Intuitive Machines, compania privată din spatele primului modul comercial care a aselenizat, va lansa a doua sa misiune lunară de la Centrul Spațial Kennedy al NASA. Scopul este de a desfășura un modul de aselenizare, un rover și un „hopper” pentru a explora un sit de lângă Polul Sud lunar și de a plasa un satelit de comunicații pe orbita lunară, scrie technologyreview.com.

Însă misiunea va aduce și ceva fără precedent – o rețea celulară 4G complet funcțională, prima de acest fel instalată vreodată pe Lună sau în orice alt loc din spațiu.

Comunicarea radio de tip punct-la-punct, care necesită o linie de vedere clară între antenele de emisie și recepție, a fost dintotdeauna coloana vertebrală a comunicațiilor de la suprafață și a legăturilor cu Pământul, încă din era Apollo. În trecut, acest tip de comunicare nu reprezenta o problemă, deoarece nu existau prea multe puncte de conectare – de obicei, doar o singură navă, un modul de aselenizare sau un rover care comunica cu Pământul. În plus, volumul de date transmis era redus.

„Aceste sisteme se bazau pe tehnologii de frecvență ultraînaltă (UHF) sau foarte înaltă (VHF), conectând un număr mic de dispozitive cu o viteză de transfer a datelor relativ redusă”, explică Thierry Klein, președintele Nokia Bell Labs Solutions Research. Nokia a fost contractată de NASA încă din 2020 pentru a dezvolta o rețea celulară pentru Lună.

Însă lucrurile sunt pe cale să se schimbe. Programul Artemis al NASA prevede întoarcerea astronauților pe Lună încă din 2028 și extinderea prezenței umane într-un habitat permanent în anii 2030.

Trecerea de la comunicațiile punct-la-punct la o arhitectură completă de rețea celulară va permite viteze mai mari de transfer al datelor, o acoperire mai extinsă și conectarea simultană a unui număr mai mare de dispozitive, explică Klein. Însă condițiile extreme din spațiu și de pe suprafața Lunii fac imposibilă utilizarea directă a tehnologiei celulare terestre.

Astfel, Nokia a proiectat componente rezistente la radiații, temperaturi extreme și vibrațiile intense din timpul lansării, zborului și aselenizării. Toate aceste elemente au fost integrate într-un „network in a box” (rețea într-o cutie), care conține tot ce este necesar pentru o rețea celulară, cu excepția antenei și a sursei de energie.

„Avem antena instalată pe modulul de aselenizare, iar împreună cu unitatea din cutie, aceasta acționează ca o stație de bază și un turn de telecomunicații”, explică Klein. Dispozitivul va fi alimentat de panourile solare ale modulului.

În timpul misiunii IM-2, rețeaua 4G va permite comunicarea între modulul de aselenizare și cele două vehicule exploratoare. Rețeaua va funcționa probabil doar câteva zile, deoarece navele nu sunt proiectate să supraviețuiască nopții lunare.

Însă Nokia are planuri mai mari – o rețea 4G sau 5G extinsă, capabilă să acopere habitatul Artemis și împrejurimile sale. Compania lucrează, de asemenea, la integrarea comunicațiilor celulare în costumele spațiale Axiom, destinate viitorilor astronauți lunari. „Poate că un singur 'network in a box' și un turn vor fi suficiente pentru întreaga acoperire sau poate vom avea nevoie de mai multe astfel de unități. Nu va fi diferit de implementarea rețelelor celulare pe Pământ”, explică Klein, adăugând că rețeaua se va dezvolta odată cu viitoarea economie lunară.

Nu toată lumea este însă încântată de această perspectivă. Rețelele LTE operează între 700 MHz și 2,6 GHz, o zonă a spectrului radio care se suprapune parțial cu frecvențele rezervate astronomiei radio. Semnalele radio provenite de pe Lună ar putea interfera cu observațiile astronomice.

„Telescopurile sunt cel mai sensibile în direcția în care sunt îndreptate – spre cer”, explică Chris De Pree, administrator adjunct al spectrului la National Radio Astronomy Observatory (NRAO). Sateliții de comunicații, precum cei din rețeaua Starlink, ajung adesea în câmpul vizual al radiotelescoapelor. O rețea celulară completă pe Lună ar adăuga și mai mult „zgomot” pe cerul nopții.

Există și o problemă de reglementare. Anumite benzi radio sunt alocate internațional pentru misiuni lunare, însă frecvențele LTE nu fac parte dintre ele. „Utilizarea frecvențelor 4G pe sau în jurul Lunii încalcă reglementările radio ITU-R”, explică Harvey Liszt, administrator al spectrului la NRAO.

Pentru misiunea IM-2, Nokia a primit o derogare specială pentru utilizarea 4G pe Lună. „Pentru o implementare permanentă, va trebui să alegem o altă bandă de frecvență”, spune Klein. „Avem deja o listă de frecvențe candidate.” Cu toate acestea, el subliniază că tehnologia rețelei lunare Nokia va rămâne compatibilă cu standardele 4G și 5G terestre.

Astfel, dacă cineva și-ar aduce un smartphone pe Lună și acesta ar supraviețui atât călătoriei, cât și condițiilor extreme de acolo, ar putea funcționa la fel ca pe Pământ. „S-ar putea conecta dacă l-am adăuga pe lista de dispozitive aprobate”, explică Klein. Tot ce ar fi necesar ar fi o cartelă SIM lunară.

Construind prima rețea celulară pe Lună

„Depășirea limitelor tehnologiei a fost întotdeauna în ADN-ul Nokia Bell Labs. Descoperirile noastre au deschis era semiconductorilor și au definit legile fundamentale ale comunicațiilor. Acum, în calitate de pionieri și lideri în comunicațiile spațiale, aplicăm aceeași rigoare intelectuală și creativitate pentru a deschide calea explorării altor planete și luni.

Nokia Bell Labs va construi prima rețea celulară pe Lună în acest an și va integra capacități de comunicații de mare viteză în noile costume spațiale pentru Artemis III, prima misiune cu echipaj uman pe Lună de la Apollo 17. Dar acestea sunt doar începutul. Vedem o economie spațială în plină expansiune, susținută de soluțiile noastre avansate de comunicații.

Rețelele noastre vor facilita descoperirile științifice, vor sprijini activitățile comerciale și vor contribui la stabilirea unei prezențe umane sigure și de durată pe Lună și Marte. Lucrând cu parteneri guvernamentali și comerciali, Nokia Bell Labs creează foaia de parcurs pentru viitoarele tehnologii și soluții care vor sta la baza infrastructurii și serviciilor pentru misiunile spațiale viitoare”, scriu și reprezentații Nokia.