Покрытие 4G на луне: возможно ли и что принесет с собой?

NASA совсем недавно заключила целую серию контрактов об исследовании и освоении лунной поверхности, их сумма составила 370 млн долларов.

Наибольшая доля таких контрактов пришлась на SpaceX (американского производителя космической техники) и United Launch Alliance (компания отвечает за услуги по выведению космических аппаратов согласно заказам правительства США). Обе компании будут заниматься усовершенствованием методов синтеза и использования ракетного топлива в условиях космического пространства.

Один из контрактов по лунным программам заключен с финской телекоммуникационной компанией Nokia, которая выиграла этот тендер и уже ранее участвовала в разработке систем передачи данных для луны (это было в 2018 году). Теперь на повестке дня проект по развертыванию на луне высокоскоростной сети 4G LTE. В этот проект NASA уже инвестировала 14,1 млн долларов.

Примеры оборудования для подключения скоростного 4G интернета возможно посмотреть тут.

Работать Nokia, а точнее ее дочерней компании Bell Labs, предстоит с инжиниринговой американской компанией Intuitive Machines (занимается разработкой скафандров, беспилотников и космических аппаратов для полетов на луну).

Перед Nokia стоят такие цели как:

• полная замена старых методов радиосвязи на лунной поверхности;

• создание надежного и качественного беспроводного покрытия, объединяющего пользователей на больших расстояниях;

• обеспечение связи между лунными вездеходами, посадочными модулями и другими объектами инфраструктуры на спутнике Земли.

С помощью 4G связи планируется:

• управление луноходами;
• связь между объектами;
• навигация в режиме реального времени;
• видеотрансляции высокого качества.

Аппаратное обеспечение беспроводной связи на лунной поверхности будет иметь свои нюансы, продиктованные условиями их будущей работы и это:

• высокий температурный режим;
• высокий радиационный фон;
• солнечное излучение;
• безвоздушное пространство (вакуум).

Оборудованию также предстоит работать без перебоев и во время посадок и взлетов космических аппаратов, во время которых возникают серьезные вибрации поверхности.

И если на Земле базовые станции представляют собой довольно высокие и габаритные конструкции, оснащенные генераторами энергии и радиоволн, то для Луны они не подходят. С учетом того, что их необходимо будет перевозить с Земли на спутник при помощи космических аппаратов, их размер должен значительно меньше.

Bell Labs хорошо знакома с технологиями аппаратного обеспечения сотовой связи. Именно их вышки используются сейчас для развертывания сети 5G на Земле. А теперь они разработали технологию, которая позволяет сделать базовые станции более компактными и более энергоэффективными. Радиус их действия будет меньше, так как меньше и их размер, но это значительно упростит их транспортировку. Возможности модификаций земных технологий все еще продолжаются.

Эксперты считают, что работа сотовой связи будет более эффективной на лунной поверхности, так как препятствия для сигнала там отсутствуют. На Земле сигнал ослабляют:

• деревья;
• строения;
• линии ЛЭП;
• другие радиосигналы;
• железобетонные конструкции и т.д.

На Луне же их нет. Единственным условным препятствием для хорошей передачи сигнала там является сложный рельеф поверхности, но эту проблему вполне можно решить грамотным выбором места установки базовых станций.

Со временем 4G LTE на спутнике Земли планируется модернизировать в 5G.

NASA активно развивает проект по созданию лунной базы и организации места для длительного пребывания и работы астронавтов на ней. Также планируется возведение нескольких горнодобывающих и исследовательских центров на поверхности Луны.

Развертывание 4G LTE в рамках проекта планируется осуществить до 2028 года. Первая вышка должна быть установлена до 2022 года.

Проект по созданию 4G покрытия будет осуществляться в рамках миссии Артемида, среди целей которой не только постройка лунной инфраструктуры, но и международное партнерство для самой широкой и разнообразной коалиции ученых и исследователей в истории человечества.

Точное место посадки и старта проекта пока неизвестно, но известно что это будет на Южном полюсе в районе залежей водяного льда.

Но все так гладко. Астрономы уже подали жалобу на этот проект. Причиной такого поведения стало то, что 4G сеть на естественном спутнике Земли может серьезно повлиять на работу земных радиотелескопов. Астрономы требуют при воплощении проекта учитывать этот факт и проводить развертывание сотового покрытия на как можно меньшей площади и с максимально возможным экранированием ее излучения.

Ранее на работу радиотелескопов уже негативно повлияло увеличение количества космических спутников, в том числе по программе Starlink. Помехи возросли как оптическом диапазоне, так и в радиосфере. Исправить ситуацию пока не представляется возможным, так как для корректировки траекторий аппаратов требуется специальные полномочия, которых у ученых нет. Остается только надеятся на понимание владельцев космических спутников и совместный поиск путей решения.

Обеспечение эффективной работы радиотелескопов также лежит на плечах NASA и нынешняя ситуация свидетельствует о пересечении интересов. Экранировать все оборудование на Луне будет весьма проблематично, поэтому компромисс вряд ли возможен, а значит национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства предстоит сделать нелегкий выбор.