Η NASA και η Nokia θέλουν να φέρουν το 4G στη Σελήνη
Έχουν περάσει δεκαετίες από τότε που η ανθρώπινη φυλή προσπάθησε να βάλει έναν αστροναύτη στο φεγγάρι. Ο τελευταίος περίπατος στο φεγγάρι ήταν τον Δεκέμβριο του 1972, όταν οι αστροναύτες του Apollo 17 εξερεύνησαν τη σεληνιακή επιφάνεια και έφεραν τα μεγαλύτερα δείγματα πίσω στη Γη.
Η NASA και η τρέχουσα διοίκηση έχουν εκφράσει ενδιαφέρον να φέρουν τους ανθρώπους πίσω στη Σελήνη - ελπίζουμε μέχρι το 2024 - αλλά οι αστροναύτες δεν χρειάζεται να αφήσουν πίσω τις ανέσεις του σπιτιού αυτή τη φορά. Η NASA και η Nokia συνεργάζονται για να φέρουν το Διαδίκτυο για κινητά — συγκεκριμένα το 4G LTE — στο φεγγάρι.
Ένα μικρό βήμα για την Άρτεμη
Προτού φέρουν κινητά τηλέφωνα στο φεγγάρι, οι επιστήμονες πρέπει να λάβουν όλα τα απαραίτητα μέτρα για να φέρουν τους αστροναύτες εκεί — και εκεί έρχονται οι αποστολές Artemis.
Η NASA εργάζεται για την ολοκλήρωση της διαστημικής κάψουλας Orion και του μαζικού συστήματος εκτόξευσης στο διάστημα (SLS). Ο οργανισμός είχε σχεδιάσει να στείλει μια αποστολή χωρίς πληρώματα σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη κάποια στιγμή το 2020, αλλά οι καθυστερήσεις λόγω της πανδημίας του COVID-19 ώθησαν αυτήν την προσπάθεια εκτόξευσης στα τέλη του 2021. Όταν ολοκληρωθεί, το SLS θα είναι ένα από τα κύρια διαστημόπλοια που θα αστροναύτες πορθμείων — και πιθανώς ακόμη και εμπορικοί επιβάτες στο μακρινό μέλλον — από και προς το φεγγάρι και πέρα.
Το 2022 θα είναι μια μεγάλη χρονιά για τη NASA και τις αποστολές της στο φεγγάρι. Αναμένει να εκτοξεύσει το πρώτο από τα πολλά τμήματα του προγραμματισμένου σεληνιακού διαστημικού σταθμού Gateway κάποια στιγμή εκείνη τη χρονιά. Η μονάδα Power and Propulsion θα παρέχει τη βάση για αυτό που τελικά θα είναι μια μόνιμη βάση σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι. Το σχέδιο είναι να γίνει αυτό το αερομεταφερόμενο μέχρι το 2022, αλλά οι καθυστερήσεις στο Orion και το SLS μπορεί να το ωθήσουν ακόμη περισσότερο.
Ελπίζεται ότι οι αστροναύτες θα επιστρέψουν στο φεγγάρι μέχρι το 2024. Εκτός από την πρώτη φορά που οι άνθρωποι πάτησαν το πόδι τους στη σεληνιακή επιφάνεια από το 1972, οι αποστολές Artemis θα μεταφέρουν τις πρώτες γυναίκες αστροναύτες στο φεγγάρι. Πέρα από την πρώτη αποστολή του 2024, στόχος είναι να δημιουργηθεί μια βάση στη νότια πολική περιοχή, η οποία θα επιτρέψει στους αστροναύτες να έχουν μόνιμη παρουσία εκεί.
Μόλις επιτευχθεί αυτό, η εκτόξευση στον Άρη και σε άλλους προορισμούς εντός του ηλιακού συστήματος θα γίνει πολύ πιο εύκολη. Κάτι τέτοιο από τη Γη σημαίνει να φτάσετε σε ταχύτητα διαφυγής 11,2 km/s εάν φύγετε από την τροχιά του πλανήτη ή 9 km/s εάν προσπαθήσετε να επιτύχετε μια χαμηλή τροχιά της γης, όπως ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός ή ο δορυφορικός αστερισμός Starlink. Οι πύραυλοι χρειάζεται μόνο να επιτύχουν ταχύτητα διαφυγής 2,4 km/s για να ξεφύγουν από τη βαρύτητα του φεγγαριού, εξοικονομώντας καύσιμα και μειώνοντας την καταπόνηση.
Δεν είναι σαν να κάνετε ένα τηλεφώνημα
Αυτή τη στιγμή, ο Ε.Τ. δεν μπορώ να τηλεφωνήσω στο σπίτι — τουλάχιστον όχι από το φεγγάρι. Τα παραδοσιακά κινητά τηλέφωνα δεν λειτουργούν καν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, ο οποίος είναι ουσιαστικά πιο κοντά στη Γη από τον πλησιέστερο δορυφόρο μας. Οι αστροναύτες του ISS βασίζονται στους δορυφόρους παρακολούθησης και αναμετάδοσης δεδομένων, οι οποίοι βρίσκονται σε γεωσύγχρονη τροχιά και λειτουργούν σαν πύργοι κινητών τηλεφώνων στο διάστημα. Αυτοί οι δορυφόροι επιτρέπουν στους αστροναύτες να στέλνουν και να λαμβάνουν φωνή, βίντεο και δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, σε αντίθεση με το να σηκώνουν το τηλέφωνο και να κάνουν Facetiming ενός φίλου στη γωνία.
Όσο πιο πολύ απομακρύνονται οι άνθρωποι από τη Γη και τους αστερισμούς των δορυφόρων που την περιβάλλουν, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για να στείλουν μηνύματα. Η αποστολή ραδιοφωνικών σημάτων - η απλούστερη μορφή επικοινωνίας - στο φεγγάρι και πίσω διαρκεί 2,5 δευτερόλεπτα. Αυτό μπορεί να μην ακούγεται πολύ, αλλά λαμβάνοντας υπόψη την στιγμιαία επικοινωνία εκεί στη Γη, μπορεί να δημιουργήσει κάποιες προκλήσεις. Η αποστολή του ίδιου ραδιοφωνικού μηνύματος στον Άρη μπορεί να διαρκέσει από τρία έως 22 λεπτά, ανάλογα με το πού βρίσκεται αυτή τη στιγμή ο κόκκινος πλανήτης στην τροχιά του.
Αυτήν τη στιγμή, από το 2021, η ανθρώπινη φυλή έχει ανιχνευτές και διαστημόπλοια όπως οι ανιχνευτές Voyager και οι New Horizons που βρίσκονται εκατοντάδες δισεκατομμύρια μίλια μακριά από τη Γη. Εξακολουθούν να αποστέλλουν πληροφορίες — απλώς χρειάζεται πολύς περισσότερος χρόνος. Η επικοινωνία με τον ανιχνευτή Juno σε τροχιά γύρω από τον Δία μπορεί να διαρκέσει από 33-55 λεπτά για μια μονόδρομη ριπή δεδομένων. Η αποστολή πληροφοριών προς ή από το New Horizons τώρα που έχει περάσει από τον Πλούτωνα μπορεί να διαρκέσει έως και 5 ώρες. Η επικοινωνία με το Voyager 2, το οποίο έχει εγκαταλείψει την ηλιόσφαιρα του ήλιου και βρίσκεται στο διαστρικό διάστημα, διαρκεί 17 και μισή ώρες για μονόδρομη μετάδοση.
Η γρήγορη και ασφαλής επικοινωνία θα είναι απαραίτητη για μια μόνιμη βάση λειτουργιών στη σεληνιακή επιφάνεια. Δεν θα ήταν πολύ πιο εύκολο αν οι αστροναύτες μπορούσαν να πάρουν μαζί τους τα κινητά τους τηλέφωνα; Ενώ το πιο πρόσφατο iPhone μπορεί να μην λειτουργεί ακόμα στο φεγγάρι, αυτός φαίνεται να είναι ο απώτερος στόχος της NASA - και της Nokia -. Ωστόσο, θα χρειαστεί να βρουν κάποια νέα τεχνολογία για να επιβιώσουν στις σκληρές συνθήκες στη σεληνιακή επιφάνεια. Εάν το Tesla Roadster του Elon Musk είναι οποιοσδήποτε δείκτης, η κανονική τεχνολογία Earth δεν θα επιβιώσει εάν το βγάλετε από ένα airlock. Ίσως αυτή να είναι η πιο πρόσφατη σειρά της Otterbox — θήκες τηλεφώνων που αντέχουν στο διάστημα!
4G στη Σελήνη και πέρα
Η NASA ανακοίνωσε πρόσφατα μια σύμβαση 14,1 εκατομμυρίων δολαρίων με τη Nokia για την κατασκευή ενός δικτύου 4G LTE στο φεγγάρι. Στην ιδανική περίπτωση, θα είναι στη θέση του και θα είναι έτοιμο όταν οι αστροναύτες της Άρτεμης προσγειωθούν τελικά στη σεληνιακή επιφάνεια το 2024. Όλα τα αστεία για τηλέφωνα Nokia που διαρκούν περισσότερο από την πτώση της ανθρώπινης φυλής στην άκρη, η επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ των αστροναυτών και της Γης θα είναι απαραίτητη όταν οι άνθρωποι τολμήσουν περαιτέρω στον κόσμο.
Η πρόκληση έγκειται στη δημιουργία ενός συστήματος που μπορεί να αντέξει στις σκληρές συνθήκες και την τεράστια απόσταση. Στη Γη, το πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης και το πρωτόκολλο Διαδικτύου (TCP/IP) είναι τα πρότυπα. Εφόσον οι κόμβοι είναι διαθέσιμοι μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη, οι άνθρωποι μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Εκτός καταστροφής, οι κόμβοι είναι σχεδόν πάντα διαθέσιμοι. Αυτά τα συστήματα TCP/IP δεν θα είναι τόσο αποτελεσματικά στο διάστημα, αφήνοντας τους αστροναύτες με ένα δίκτυο που θα μπορούσε ενδεχομένως να διακοπεί όταν το χρειάζονται περισσότερο.
Οι ερευνητές έχουν περάσει χρόνια δουλεύοντας σε ένα δίκτυο ανεκτικό σε καθυστέρηση (DTN) για να δημιουργήσουν ένα πιο σταθερό σύστημα για διαστημική επικοινωνία. Εάν ένα μήνυμα που αποστέλλεται μέσω δικτύου TCP/IP συναντήσει έναν κόμβο εκτός σύνδεσης, οι πληροφορίες θα εξαφανιστούν. Με ένα DTN, το πακέτο δεδομένων αποθηκεύεται έως ότου ο κόμβος είναι ξανά διαθέσιμος και μπορεί να μεταδοθεί στον προορισμό του.
Ο απώτερος στόχος εδώ είναι η υποστήριξη μιας μόνιμης ανθρώπινης παρουσίας στη σεληνιακή επιφάνεια. Τελικά, οι αστροναύτες ελπίζουν να έχουν τόσο τον σταθμό Gateway σε τροχιά γύρω από τον δορυφόρο όσο και μια μόνιμη βάση στις νότιες πολικές περιοχές στη σκοτεινή πλευρά της Σελήνης. Αυτό δεν πρόκειται να είναι ένα δίκτυο σε όλο το φεγγάρι όπως θα μπορούσαν να βρουν οι χρήστες στη Γη — τουλάχιστον όχι στην αρχή. Αντίθετα, το αρχικό δίκτυο της Nokia θα καλύπτει πέντε τετραγωνικά χιλιόμετρα της σεληνιακής επιφάνειας. Αρκετά για να επιτρέψουμε στους σεληνιακούς αστροναύτες Facetime με φίλους και οικογένεια να επιστρέψουν στο σπίτι, αρκεί να μην απέχουν πολύ από το σπίτι τους μακριά από το σπίτι τους.
Η παροχή Wi-Fi στους αστροναύτες στο φεγγάρι δεν πρόκειται να αντικαταστήσει την πιο παραδοσιακή ραδιοεπικοινωνία, ειδικά σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή σε επαφή με το επίγειο έλεγχο. Ωστόσο, θα μπορούσε να δώσει στους αστροναύτες έναν τρόπο να συνδεθούν με τον κόσμο που έχουν αφήσει πίσω τους. Θα μπορούσε επίσης να είναι ένα πολύτιμο εργαλείο που θα επιτρέψει σε αυτούς τους διαστημικούς περιπατητές να ασχοληθούν με τους θαυμαστές τους, πολλοί από τους οποίους μπορεί να γίνουν η επόμενη γενιά αστροναυτών.
Ανυπομονούμε να εξερευνήσουμε τη Σεληνιακή επιφάνεια
Οι άνθρωποι απέχουν ακόμη αρκετά χρόνια από το tweet μέχρι τους αστροναύτες στο φεγγάρι. Ωστόσο, το δίκτυο 4G της Nokia θα δώσει στους μελλοντικούς αστροναύτες έναν τρόπο να παραμείνουν σε επαφή με όσους βρίσκονται στο σπίτι πέρα από την πιο παραδοσιακή ραδιοεπικοινωνία. Η ύπαρξη 4G στο φεγγάρι θα διευκολύνει επίσης τη μεταφορά δεδομένων από τυχόν επιστημονικές μελέτες που πραγματοποιούνται στη σεληνιακή επιφάνεια.
Η NASA εξακολουθεί να εξετάζει διστακτικά το 2024 για την πρώτη της αποστολή Artemis, αλλά υπάρχουν πολλά ορόσημα που πρέπει να φτάσει για να μπορέσει να στείλει αστροναύτες πίσω στο φεγγάρι. Ένα δίκτυο κινητού Διαδικτύου είναι μόνο ένα κομμάτι του παζλ.
