يعتزم برنامج أرتميس التابع لوكالة ناسا إنزال البشر على سطح القمر للمرة الأولى منذ عام 1972. وقد استعانت ناسا بخبراء من جميع أنحاء العالم للمساعدة في هذا المشروع الضخم. وتشارك في ذلك منظمات مثل وكالة الفضاء الأوروبية بالإضافة إلى الشركات الخاصة.
وقد اختيرت شركة نوكيا الأمريكية، وهي شركة تابعة لشركة نوكيا الفنلندية، في عام 2020 للانضمام إلى برنامج “نقطة تحول” التابع لوكالة ناسا، الذي يعكف على تطوير تقنيات للاستخدام في الفضاء. تتمثل فكرة نوكيا في اختبار معدات اتصالات 4G/LTE على سطح القمر. تُسمى المهمة IM-2 (IM تعني “الآلات البديهية”).
بناء نظام الاتصالات القمري
سيبدو اقتراب مركبة الهبوط من القمر بهذا الشكل.
صورة توضيحية: Intuitive Machines ومختبرات بيل التابعة لشركة نوكيا
تريد وكالة ناسا نظام اتصالات على سطح القمر لدعم الوجود البشري المستدام والنشاط الواسع النطاق. حيث سيحتاج الأفراد والأجهزة المتصلة إلى إرسال المعلومات إلى بعضهم البعض. كما سيتواصل رواد الفضاء بالصوت والفيديو، وستتلقى المركبات الجوالة الأوامر وتنقل بيانات أجهزة الاستشعار، وستقوم الأجهزة العلمية بإرسال المعلومات التي تجمعها. هناك كذلك تقنيات أخرى، مثل LunaNet المخطط لها، والتي ستتولى التواصل بين الأرض والقمر، بينما يمكن إجراء الاتصالات على القمر باستخدام نظام الجيل الرابع.
يقول بيرني إدواردز، نائب رئيس قسم تكنولوجيا الاتصالات والملاحة في إدارة بعثات تكنولوجيا الفضاء في ناسا: “في حين أن هذا الأمر قد يستغرق بعض الوقت قبل أن يصبح واقعًا ملموسًا، إلا أن الفكرة تكمن في إنشاء البنية التحتية للقمر مع وضع هذه الرؤية نصب أعيننا”.
كان رواد فضاء أبولو يتواصلون باستخدام أنظمة الترددات العالية جدًا (VHF) وأنظمة النطاق S عندما كانوا على سطح القمر، ولكن هذه التقنيات لن تكون جيّدة كفاية بالنسبة إلى أرتميس.
ويوضح إدواردز قائلاً: “لا تتمتع أجهزة الراديو القديمة بمعدل وإنتاجية البيانات اللازمة لدعم عمليات نقل الفيديو والصور والبيانات على سطح القمر”.
“ليست على غرار أي شبكة خلوية على الأرض”
في وسط الصورة، خرجت المركبة الجوالة Lunar Outpost MAPP من مركبة الهبوط ورفعت هوائياتها.
صورة توضيحية: Intuitive Machines ومختبرات بيل التابعة لشركة نوكيا
ومن المقرر تنفيذ الخطوة الأولى في أواخر عام 2024. سينطلق صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس من فلوريدا حاملاً المهمة ” IM-2″ التي ستهبط بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، حيث تخطط ناسا لإنزال رواد الفضاء. ستحتوي مركبة الهبوط Intuitive Machines على شبكة 4G/LTE “شبكة في صندوق” وهوائي من نوكيا، في حين ستحتوي المركبات الجوالة على معدات المستخدم وهوائيات متعددة الاتجاهات من نوكيا.
يقول تيري إي كلاين، رئيس قسم أبحاث حلول مختبرات بيل لابس في نوكيا: “على الرغم من أن هذا النظام هو نظام 4G/LTE في جوهره، إلا أنه لا يشبه أي شبكة خلوية على وجه الأرض”. “لقد قمنا بتحسين حجم نظام الشبكة ووزنه واستهلاكه للطاقة ليتناسب مع العمليات في الفضاء، كما قمنا بتصميم عناصر الشبكة بعناية فائقة لتتحمل الظروف القاسية على سطح القمر والضغوط الديناميكية الشديدة للرحلات الفضائية.”
قد تتساءل، من سيكون هناك لتثبيت الشبكة؟ يقول كلاين: “سيتم نشر هذه الشبكة وتهيئتها وتشغيلها بشكل ذاتي، وستتم مراقبتها والتحكم فيها عن بُعد”.
ويوضح إدواردز أنهم اختاروا الجيل الرابع بدلاً من الجيل الخامس لأن البنية التحتية القمرية يجب أن تكون موازية للتطورات على الأرض.
ويُضيف قائلاً: “اليوم، لا تزال شبكة الجيل الخامس قيد النشر، ولا يزال مزودو الشبكات يكتسبون المعرفة والخبرة بشأن أفضل طريقة للقيام بذلك”. “إن لدينا خبرة كبيرة على الأرض في استخدام الجيل الرابع، ومسار الترقية من الجيل الرابع إلى الجيل الخامس يسير إلى حد ما.”
ستستخدم المركبات القمرية الجوالة نظام الجيل الرابع
تخرج المركبة الجوالة Lunar Outpost MAPP (إلى اليسار) من مركبة الهبوط للاستكشاف.
صورة توضيحية: Intuitive Machines ومختبرات بيل التابعة لشركة نوكيا
وبمجرد وصولهما بأمان إلى القمر، ستبدأ المركبتان في العمل. ستتحرك المركبة الجوالة Lunar Outpost MAPP (منصة التنقيب الآلية المتنقلة) بشكل مستقل لرسم خريطة للسطح وجمع العينات وفحصها.
وستستخدم مركبة Intuitive Machines Micro-Nova Hopper الصواريخ للقفز إلى المناطق التي يصعب الوصول إليها مثل الحفر للبحث عن الجليد المائي. تتمثل الخطة في أن تنقل المركبات الجوالة بياناتها إلى مركبة الهبوط باستخدام تقنية نوكيا. يشبه الأمر تمامًا كيفية عمل إنترنت الأشياء هنا على الأرض، ولكن هذا اختبار مهم وإثبات على إمكانية عمله في الفضاء أيضًا.
يقول إدواردز: “سيُظهر برنامج نوكيا نقطة التحول بتقنية الجيل الرابع مدى ملاءمة استخدام معايير وتقنيات اتصالات الجيل الرابع على سطح القمر”. “سيتحقق البرنامج من صحة التنبؤات المتعلقة بالأداء التي تم إجراؤها باستخدام نماذج الترددات الراديوية.”
ويُعد ذلك جزء من عملية التعلم. يقول إدواردز: “سوف نتعلم مدى جودة عمل النظام في بيئة القمر الفريدة متعددة المسارات”. “وسنكتسب خبرة في إنشاء شبكة الجيل الرابع القمرية والتحكم بها عن بُعد من الأرض.”
دور نوكيا في الاقتصاد القمري المستقبلي
يُظهر هذا الفيديو كيف سيبدو الأمر عندما يتم نشر المركبة الجوالة على سطح القمر.مقطع الفيديو: مختبرات بيل التابعة لشركة نوكيا
إن مهمة IM-2 لا تمثل سوى جزء بسيط فقط من طموحات نوكيا على سطح القمر. وقد أجرت بالتعاون مع وكالة ناسا دراسة لشبكة سطح القمر القائمة على مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) لبعثات أرتميس المستقبلية، وتعمل نوكيا مع وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة الأمريكية لتصميم بنية متكاملة متعددة الخدمات لدعم الاقتصاد القمري المستقبلي.
يقول كلاين: “لطالما كانت البشرية مفتونة بالفضاء، وقد ازداد هذا الاهتمام في القرن الحادي والعشرين”. “نحن نرسل المزيد من البشر والمزيد من الآلات إلى الفضاء لاستكشاف ودراسة وحتى السعي وراء مشاريع تجارية جديدة.
“وأينما ذهب هؤلاء البشر والآلات في النظام الشمسي، فسيحتاجون إلى الاتصالات. ونوكيا على استعداد لخوض هذه الرحلة معهم.”
موعد عودة ناسا إلى القمر
|
هل تعلم؟ أن فنلندا ليست غريبة على استكشاف الفضاءتحظى فنلندا بتاريخ عريق في علوم الفضاء واستكشافه ولا يزال مستمرًا إلى يومنا هذا. لطالما كانت دراسات المغناطيسية الأرضية والأيونوسفير والطقس الفضائي من مواطن القوة الفنلندية. كما تبنت فنلندا أيضًا نهجًا تعاونيًا، حيث وفرت محلل بلازما لمسبار المريخ فوبوس 1 التابع للاتحاد السوفيتي في الثمانينيات، وانضمت إلى مجموعات مثل وكالة الفضاء الأوروبية في عام 1987. كما أن مختبرات بيل، التي أصبحت جزءًا من نوكيا بعد استحواذ نوكيا على شركة الكاتيل-لوسنت في عام 2016، لديها خبرة في مجال الفضاء الخارجي. عملت مختبرات بيل مع وكالة ناسا على إطلاق تليستار 1، وهو أول قمر صناعي للاتصالات لبث الإشارات التلفزيونية في عام 1962، وساعدت في برامج ميركوري وجيميني وأبولو. كما اكتشف الباحثان في مختبرات بيل أرنو بنزياس وروبرت ويلسون الإشعاع الخلفي المتبقي من الانفجار العظيم في عام 1964، وحصلا على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978. |
بقلم ديفيد ج. كورد، يونيو 2024
