ردپای نوکیا در ارائه زیرساخت های ارتباطی در ماه

ناسا و همچنین شرکت های خصوصی مختلف مانند SpaceX، Blue Origin و Axiom Space قصد دارند انسان ها را به ماه بازگردانند، در حالی که نوکیا که زمانی غول خرده فروشی موبایل بود، در تامین زیرساخت های ارتباطی ماه سرمایه گذاری کرده است.

نوکیا، غول فنلاندی دنیای ارتباطات، عصر جدیدی را در فناوری ارتباطات شکل می دهد. این شرکت با همکاری ناسا و در چارچوب برنامه «آرتمیس» نه تنها در حال استقرار اولین شبکه سلولی (شبکه تلفن همراه) در سطح ماه است، بلکه یک زیرساخت ارتباطی مدرن و پایدار ایجاد می کند که نوید عصر جدیدی در اکتشافات فضایی را می دهد.

این شبکه پیشرفته، با فناوری‌های 4G/LTE و آینده 5G در هسته‌ی خود، ارتباطات با کیفیت بالا، انتقال ویدئو در زمان واقعی و کنترل ربات‌ها را در محیط خشن ماه فراهم می‌کند و گام بزرگی در جهت تبدیل ماه به یک اقتصاد فضایی پویا و خودکفا خواهد بود.

از ایده تا استقرار در ماه

مشارکت نوکیا در ارائه زیرساخت‌های ارتباطی ماه، نتیجه سال‌ها تحقیق و توسعه متمرکز در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی نوکیا، آزمایشگاه‌های بل است.

برنامه Tipping Point ناسا و انتخاب نوکیا

ناسا نوکیا را به عنوان بخشی از برنامه Tipping Point در سال 2020 انتخاب کرد. این برنامه برای تسریع مشارکت بخش خصوصی و تأمین بودجه برای شرکت‌ها برای توسعه فناوری‌های اساسی حیاتی برای مأموریت‌های فضایی تجاری و آینده ناسا طراحی شده است.

در همین حال، نوکیا بودجه لازم را برای توسعه “سیستم ارتباطات سطح ماه” (LSCS) دریافت کرده است که مفهومی نوآورانه برای استقرار یک شبکه نسل چهارم فوق فشرده، کم مصرف و بادوام در محیط فضا ارائه می دهد.

چالش های تبدیل شبکه زمینی به شبکه فضایی

طراحی یک شبکه سلولی برای سطح ماه چالش‌های فنی بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌کند که تیم‌های مهندسی در آزمایشگاه‌های نوکیا بل بر آن غلبه کرده‌اند.

شرایط سخت محیطی

این شبکه باید در برابر ضربه ها و ارتعاشات قوی در هنگام برخاستن و فرود فضاپیما، دمای بسیار بالا ناشی از تابش خورشید و دمای بسیار پایین سایه ماه، تشعشعات کیهانی و ریزگردهای خورنده ماه مقاوم باشد.

اندازه و وزن محدود

محموله های فضایی با محدودیت های شدید «وزن، اندازه و قدرت» (SWaP) مواجه هستند. نوکیا این مشکل را با فشرده سازی تمام اجزای اصلی شبکه از جمله «ایستگاه پایه»، «شبکه هسته»، BTS و سیستم موقعیت یابی و امنیتی در یک بسته واحد به نام «شبکه در جعبه» حل کرد. به گفته نوکیا، این دستگاه فقط به اندازه یک جعبه پیتزا یا حتی کوچکتر است.

خودمختاری

به دلیل فاصله زیاد و تاخیر ارتباط با زمین، شبکه تلفن همراه باید قابلیت پیکربندی خودکار، مدیریت، عیب یابی و بازیابی مستقل در صورت خرابی را داشته باشد.

استقرار تاریخی اولین شبکه (ماموریت IM-2)

اوج این تلاش ها در سال 2025 با ماموریت IM-2 شرکت Intuitive Machines به دست آمد که در آن نوکیا اولین شبکه تلفن همراه را به ماه فرستاد. این سیستم ارتباطات سطح ماه نامیده می شود، یک راه حل کامل 4G/LTE نصب شده بر روی فرودگر آتنا.

علی‌رغم فرود سخت فرودگر و محدودیت‌های قدرت ناشی از آن، نوکیا تأیید کرد که Network in a Box با موفقیت فعال و داده‌های عملیاتی را برای علامت‌گذاری یک نقطه عطف تاریخی در مسیر بازگشت انسان‌ها به سطح ماه ارسال کرده است. این شبکه برای برقراری ارتباط بین فرودگر و دو محموله رباتیک دیگر طراحی شده است: یک ماه نورد به نام MAPP و یک ربات جهنده به نام Micro Nova که به اعماق دهانه آتشفشانی فرود می آید.

این شبکه در مرتفع ترین منطقه ماه به نام «مونس موتون» فعال شد. سیستم کوچک و جعبه‌ای 4G/LTE که به دقت با مأموریت ماه سازگار شده بود، به مدت 25 دقیقه عملیاتی شد و داده‌های عملیاتی را ارسال کرد و دستورات را به مرکز کنترل ماموریت نوکیا در فاصله تقریباً 400000 کیلومتری دریافت کرد.

ساختار و معماری زیرساخت ارتباطی ماه نوکیا

با تغییر از یک مدل ارتباطی نقطه به نقطه به یک مدل شبکه، زیرساخت های نوکیا در ماه را باید جهشی عظیم در ارتباطات فضایی در نظر گرفت.

شبکه در یک جعبه

قلب این سیستم NIB است که در اصل یک ایستگاه پایه (eNodeB) است که با قابلیت های هسته شبکه (EPC) یکپارچه شده است. این فشرده سازی به دلیل نیاز به حداقل رساندن حجم و وزن در ماموریت های فضایی ضروری است. در آزمایش اولیه، NIB موفق شد در محیط متغیر ماه، از جمله خلاء و دماهای شدید، به عنوان مغز شبکه محلی به خوبی عمل کند.

تجهیزات کاربردی بادوام

نوکیا ماژول های ارتباطی ناهموار خود را در کاوشگرها نصب کرد. این UE ها شامل فرستنده ها و گیرنده هایی هستند که به شبکه NIB متصل می شوند. چنین ساختاری به کاوشگرها اجازه می دهد تا آزادانه در منطقه تحت پوشش شبکه حرکت کرده و حرکت کنند. برخلاف سیستم‌های رادیویی سنتی که نیاز به آنتن‌های جهت‌دار خط دید و گسترده دارند، فناوری سلولی از طریق سیگنال‌ها و بازتاب‌های همه جانبه از سطح ماه، اتصال پایدارتر و گسترده‌تری را فراهم می‌کند.

ارتباط با فضانوردان

نوکیا در حال گسترش این فناوری برای پشتیبانی از فضانوردان در ماموریت های سرنشین دار است. با همکاری Axiom Space، قابلیت‌های ارتباطی 4G/LTE در کوله‌پشتی‌های نسل جدید Primary Life Support System (PLSS) ادغام خواهد شد.

این به فضانوردان ماموریت آرتمیس 3، اولین ماموریت فرود سرنشین دار پس از آپولو، اجازه می دهد تا با ارسال ویدئو از دوربین های کلاه خود، ارتباطات صوتی و تصویری زنده و ارتباطات صوتی واضح با خدمه و مرکز کنترل ماموریت داشته باشند. نظارت بیومتریک نیز انجام می شود و داده های حیاتی و بیولوژیکی اجساد فضانوردان در زمان واقعی به پایگاه یا زمین ارسال می شود.

مسیر توسعه به 5G و فراتر از آن

اگرچه نوکیا به دلیل بلوغ و پایداری بالا با فناوری 4G/LTE در ماه شروع به کار کرد، اما هدف نهایی آن استفاده از 5G در ماموریت های آینده است. فناوری 5G ظرفیت داده بسیار بالاتر، تأخیر کمتر و توانایی اتصال تعداد بسیار بیشتری از دستگاه ها به شبکه را فراهم می کند. این موضوعی کلیدی برای ایجاد پایگاه‌های دائمی، مدیریت کاوشگرهای متعدد و روبات‌های مستقل، و همچنین حمایت از استخراج منابع و تولید انرژی در ماه است.

نوکیا در حال ارزیابی چنین رویکردی برای ایجاد یک شبکه استاندارد سطح ماه است که راه را برای تکامل ارتباطات نسل بعدی در اجرام فضایی هموار خواهد کرد.

چشم انداز آینده

موفقیت نوکیا و Intuitive Machines در ایجاد اولین شبکه تلفن همراه در ماه نه تنها یک دستاورد فنی است، بلکه دارای اهمیت استراتژیک است.

کاتالیزوری برای اقتصاد فضایی

نوکیا برای عملیات خود در ماه، سطح را شبیه به یک محیط شرکتی، اما دور از دسترس تصور می کند. به این ترتیب، ارتباطات پیشرفته نوکیا به عنوان پشتوانه ای عمل می کند که رشد اقتصاد فضایی را پایه ریزی می کند. زیرساخت مورد نیاز برای فعالیت های تجاری آینده در ماه.

فعالیت هایی مانند استخراج منابع از جمله یخ آب و عناصر کمیاب خاکی نیازمند انتقال داده های دقیق از حسگرها، کنترل ربات های حفاری و نظارت بر عملیات است. گردشگری فضایی به پشتیبانی از ارتباطات مسافری و زیرساخت های مسکونی نیاز دارد و جمع آوری مقادیر زیادی از داده های علمی ثبت شده توسط کاوشگرهای مختلف نیازمند بستری قابل اعتماد برای انتقال است. همه اینها به لطف شبکه ارتباطی پایداری است که نوکیا در حال توسعه است.

تثبیت موقعیت در فضا

از آنجایی که نوکیا از لحاظ تاریخی پیشرو در بازار خرده‌فروشی موبایل بوده است، فعالیت‌های فعلی این شرکت در فضا موقعیت آن را به عنوان پیشرو در ارائه زیرساخت‌های ارتباطی فرازمینی مستحکم می‌کند و مزیت رقابتی قابل توجهی را نسبت به سایر شرکت‌های ارتباطات فضایی ایجاد می‌کند. نوکیا با اثبات کارایی فناوری های استاندارد خود در محیط فضایی، راه را برای کاربردهای مشابه در ماموریت های آتی به مریخ و فراتر از آن هموار می کند.

فناوری‌های توسعه‌یافته برای خودمختاری و فشرده‌سازی شبکه در ماه نیز می‌توانند برای کاربردهای حیاتی روی زمین مانند شبکه‌های نجات در مناطق دورافتاده یا زیرساخت‌های صنعتی مستقل مورد استفاده قرار گیرند.

خلاصه

مشارکت نوکیا در ارائه زیرساخت‌های ارتباطی ماه نمادی از ترکیب پیشرفت‌های فناوری مخابرات با مرزهای جدید اکتشاف فضایی است. نوکیا نشان داده است که چگونه فن‌آوری‌های ارتباطی زمینی بهینه‌سازی شده برای فضا می‌توانند ارتباطات جدید را امکان‌پذیر کنند و نوکیا نه تنها با استقرار موفقیت‌آمیز اولین شبکه سلولی 4G/LTE در سطح ماه یک رکورد تاریخی ثبت کرده است، بلکه یک پلت فرم کلیدی برای مأموریت‌های انسانی و روباتیک برنامه Artemis و فراتر از آن فراهم کرده است.

نوکیا از رویارویی با چالش‌های زیست‌محیطی ماه گرفته تا توسعه معماری «شبکه در جعبه» و برنامه‌ریزی برای پیاده‌سازی فناوری 5G و ادغام آن در لباس‌های فضانوردی، نقش مهمی در تبدیل رویای حضور دائمی انسان در فضا به واقعیتی ملموس ایفا می‌کند. زیرساخت های ارتباطی ماه نوکیا دروازه ای به آینده فضایی است که در آن ارتباطات پرسرعت و قابل اعتماد نیروی محرکه ای برای اکتشاف، اقتصاد و در نهایت گسترش تمدن بشری فراتر از زمین خواهد بود.

منابع: Nokia، Wired، MIT، 5G Tech World