Nokia i NASA uruchomią pierwszą sieć komórkową na Księżycu

NASA zachęca do współpracy

W ramach uruchomionego w 2020 roku programu Tipping Point, NASA zachęca do opracowywania rozwiązań przemysłowych, które przyniosą korzyści przyszłym misjom kosmicznym. Mając to na uwadze, Nokia przygotowuje wzmocnioną sieć LTE/4G, która wykorzystuje część z dostępnych na rynku komponentów, używanych w komercyjnych sieciach LTE na całym świecie. Jednak, mimo że jest to zasadniczo system LTE, nie przypomina on żadnej sieci komórkowej wykorzystywanej na Ziemi.

Firma Nokia Bell Labs zoptymalizowała rozmiar, wagę i zużycie energii systemu sieciowego pod kątem funcjonowania w przestrzeni kosmicznej, a jednocześnie starannie zaprojektowała elementy sieci, aby wytrzymały trudne warunki panujące na powierzchni Księżyca oraz ekstremalne obciążenia podczas lotów kosmicznych. Sieć ta zostanie wdrożona, skonfigurowana i będzie działać autonomicznie, a to pozwoli na zdalne monitorowanie i nadzorowanie misji na Ziemi przez partnera projektu – firmę Intuitive Machines.

Sieć LTE/4G Nokii zostanie zintegrowana z lądownikiem Intuitive Machines Nova-C i łazikiem Lunar Outpost MAPP, które wylądują w pobliżu krateru Shackletona na księżycowym biegunie południowym. Po dotarciu na powierzchnię Księżyca sieć LTE będzie działać 12 dni, podczas księżycowego światła dziennego i umożliwi komunikację pomiędzy lądownikiem a łazikiem. Połączenie to pozwoli operatorom misji na zdalne pilotowanie i dowodzenie łazikiem, jednocześnie przesyłając w czasie rzeczywistym wideo, krytyczne informacje telemetryczne oraz pomiary sieciowe do centrum zarządzania na Ziemi. Pomyślny przebieg misji pokaże, że technologie komórkowe mogą zaspokoić najważniejsze potrzeby komunikacyjne przyszłych misji kosmicznych.

Sieć jak żadna inna

Stworzenie i obsługa sieci komórkowej oraz dostosowanie jej do warunków panujących w przestrzeni kosmicznej jest wyjątkowo skomplikowanym zadaniem i wymaga znacznych osiągnięć inżynieryjnych. Chociaż można by się było pokusić o wykorzystanie sieci LTE z Ziemi i uruchomienie jej na Księżycu, w praktyce jednak byłoby to prawie na pewno skazane na porażkę. Komponenty i materiały każdej sieci naziemnej są zaprojektowane tak, aby wytrzymać trudne warunki na Ziemi. Nie oznacza to więc, że wytrzymają niesprzyjającą próżnię i ekstremalne temperatury panujące na powierzchni Księżyca. Dlatego wykorzystywany sprzęt musi być wzmocniony na potrzeby użytkowania na Księżycu.

Ponieważ misja Nokii ma na celu ustalenie możliwości wykorzystania technologii komórkowych w przyszłej eksploracji kosmosu, głównym celem jest wykorzystanie istniejących komercyjnych, gotowych technologii, a następnie dostosowanie ich do unikalnego środowiska powierzchni Księżyca. Zadanie nie jest łatwe, ponieważ należy wziąć pod uwagę takie kwestie, jak promieniowanie, waga, wyładowania elektryczne i gospodarka cieplna – a na Księżycu nie ma techników, którzy mogliby naprawić sprzęt w razie jakichkolwiek komplikacji. Dlatego wymaga to dodatkowo opracowania systemów zapasowych, na wypadek, gdyby któryś z elementów uległ awarii.

W misji prowadzonej przez Nokia Bell Labs system end-to-end został zoptymalizowany pod kątem ekstremalnego środowiska księżycowego oraz zminimalizowania rozmiarów, wagi i mocy. Poszczególne elementy sieci LTE są ściśle zintegrowane z ultrakompaktową stacją bazową, zamontowaną na lądowniku Nova-C firmy Intuitive Machines, a nie rozmieszczone jako oddzielne jednostki, jak to zwykle bywa w sieciach naziemnych. Innymi kluczowymi elementami sprzętowymi misji są urządzenia użytkowe LTE, zintegrowane z łazikiem MAPP, należącym do Lunar Outpost oraz dwa różne zestawy anten, które zapewniają łączność pomiędzy lądownikiem, a łazikiem.

Nokia Bell Labs w kosmosie

Nie jest to pierwsza wyprawa firmy Nokia Bell Labs w kosmos. Dotychczas zapewniała ona analizę systemów i inżynierię dla każdego załogowego, amerykańskiego programu kosmicznego od Mercury po Apollo. W 1962 roku Bell Labs i NASA wyniosły na orbitę Telstar 1, pierwszego satelitę komunikacyjnego, zdolnego do przekazywania sygnałów telewizyjnych między Europą, a Ameryką Północną. W 1964 roku naukowcy z Bell Labs – i przyszli laureaci Nagrody Nobla – Arno Penzias i Bob Wilson odkryli kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, które pozostało po Wielkim Wybuchu, potwierdzając dominującą obecnie teorię o powstaniu wszechświata.

…

To kolejny punkt przygotowań do stałej obecności człowieka na Księżycu. Ostatnio Honda nawiązała współpracę z JAXA, aby wspólnie dostarczać energię elektryczną załogom eksplorującym Księżyc.