O programa Artemis da NASA pretende levar humanos à lua desde 1972. A NASA recrutou ajuda de todo o mundo para este enorme projeto. Organizações como a Agência Espacial Europeia e empresas privadas estão envolvidas.
A Nokia of America Corporation, subsidiária da empresa finlandesa Nokia, foi selecionada em 2020 para ingressar no programa Tipping Point da NASA, que desenvolve tecnologias para uso no espaço. A ideia da Nokia é testar equipamentos de comunicação 4G/LTE na superfície lunar. A missão é chamada IM-2 (IM significa Máquinas Intuitivas).
Construindo um sistema de comunicações lunar
A abordagem da sonda à lua será mais ou menos assim.
Ilustração fotográfica: Intuitive Machines e Nokia Bell Labs
A NASA quer um sistema de comunicações na superfície lunar para apoiar a presença humana sustentada e atividades em grande escala. Pessoas e dispositivos conectados precisarão enviar informações uns aos outros. Os astronautas se comunicarão por voz e vídeo, os rovers receberão comandos e transmitirão dados de sensores e os instrumentos científicos enviarão as informações coletadas. Outras tecnologias, como a planejada LunaNet, lidariam com as interações Terra-Lua, mas as comunicações na Lua poderiam ser feitas com um sistema 4G.
“Embora isto provavelmente demore algum tempo até se tornar realidade, a ideia é desenvolver a infra-estrutura lunar com esta visão em mente”, diz Bernie Edwards, vice-principal tecnólogo para comunicações e navegação da Direcção de Missões de Tecnologia Espacial da NASA.
Os astronautas da Apollo se comunicaram com sistemas de frequência muito alta (VHF) e banda S quando estavam na lua, mas essas tecnologias não serão boas o suficiente para Artemis.
“Os rádios legados não têm a taxa de dados e a taxa de transferência de dados necessárias para suportar transferências de vídeo, imagem e dados na superfície lunar”, explica Edwards.
“Diferente de qualquer rede celular do planeta”
No centro desta imagem, o rover Lunar Outpost MAPP saiu do módulo de pouso e levantou suas antenas.
Ilustração fotográfica: Intuitive Machines e Nokia Bell Labs
A primeira etapa está prevista para o final de 2024. Um foguete SpaceX Falcon 9 será lançado da Flórida transportando a missão IM-2 que pousará perto do Pólo Sul lunar, onde a NASA planeja pousar astronautas. O módulo de pouso Intuitive Machines terá a “Network in a Box” 4G/LTE da Nokia e antena, enquanto os rovers terão equipamentos de usuário Nokia e antenas omnidirecionais.
“Embora seja um sistema 4G/LTE em sua essência, é diferente de qualquer rede celular do planeta”, diz Thierry E. Klein, presidente da Bell Labs Solutions Research, Nokia. “Otimizamos o tamanho, o peso e o consumo de energia do sistema de rede para operações no espaço, ao mesmo tempo em que projetamos cuidadosamente seus elementos de rede para suportar as condições adversas na superfície da Lua e as tensões dinâmicas extremas dos voos espaciais.”
Você pode estar pensando: quem estará lá para instalar a rede? “Essa rede será implantada, configurada e operada de forma autônoma e será monitorada e controlada remotamente”, diz Klein.
Edwards explica que eles escolheram 4G em vez de 5G porque a infraestrutura lunar deveria ser paralela aos desenvolvimentos na Terra.
“Hoje, o 5G ainda está em implantação e os provedores de rede ainda estão adquirindo conhecimento e experiência sobre a melhor forma de fazer isso”, afirma. “Temos muita experiência com 4G e o caminho de atualização de 4G para 5G é bastante simples.”
Rovers lunares usarão 4G
O rover Lunar Outpost MAPP (à esquerda) sai do módulo de pouso para explorar.
Ilustração fotográfica: Intuitive Machines e Nokia Bell Labs
Assim que chegarem em segurança à lua, os dois rovers começarão a trabalhar. O rover Lunar Outpost MAPP (Mobile Autonomous Prospecting Platform) se moverá de forma autônoma para mapear a superfície e coletar e examinar amostras.
O Micro-Nova Hopper da Intuitive Machines usará foguetes para saltar em áreas de difícil acesso, como crateras, em busca de água gelada. O plano é que os rovers transmitam seus dados de volta ao módulo de pouso usando a tecnologia da Nokia. É exatamente como a Internet das Coisas funciona aqui na Terra, mas este é um teste importante e uma demonstração de que também poderia funcionar no espaço.
“A Demonstração do Ponto de Virada 4G da Nokia demonstrará a adequação do uso de padrões e tecnologias de comunicação 4G na superfície lunar”, diz Edwards. “A demonstração validará as previsões de desempenho feitas com modelos de radiofrequência.”
Tudo faz parte de um processo de aprendizagem. “Aprenderemos quão bem o sistema opera no ambiente único de múltiplos caminhos da lua”, diz Edwards. “Ganharemos experiência na configuração e controle de uma rede lunar 4G remotamente da Terra.”
O papel da Nokia na futura economia lunar
Este vídeo mostra como será quando um veículo espacial for implantado na superfície da lua.Vídeo: Nokia Bell Labs
A missão IM-2 é apenas uma parte das ambições lunares da Nokia. Juntamente com a NASA, conduziu um estudo para uma rede de superfície lunar baseada em 3GPP (Third Generation Partnership Project) para futuras missões Artemis, e a Nokia tem trabalhado com a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA para projetar uma arquitetura multisserviço integrada para apoiar um futuro economia lunar.
“A humanidade sempre foi fascinada pelo espaço e esse interesse só se intensificou no século 21”, diz Klein. “Estamos enviando mais humanos e mais máquinas ao espaço para explorar, estudar e até mesmo buscar novos empreendimentos comerciais.
“Onde quer que estes humanos e máquinas vão no sistema solar, eles precisarão de comunicações. A Nokia está preparada para fazer essa jornada com eles.”
Cronograma da NASA para retornar à lua
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Você sabia? A Finlândia conhece bem a exploração espacialA Finlândia tem uma rica história de ciência e exploração espacial que continua até hoje. O geomagnetismo, a ionosfera e os estudos do clima espacial têm sido historicamente pontos fortes da Finlândia. A Finlândia também abraçou a colaboração, fornecendo um analisador de plasma para a sonda Phobos 1 Mars da União Soviética na década de 1980 e juntando-se a grupos como a Agência Espacial Europeia em 1987. O Bell Labs, que se tornou parte da Nokia com a aquisição da Alcatel-Lucent pela Nokia em 2016, também tem experiência extraterrestre. Bell Labs trabalhou com a NASA para lançar o Telstar 1, o primeiro satélite de comunicações a transmitir sinais de TV, em 1962, e ajudou nos programas Mercury, Gemini e Apollo. Os pesquisadores do Bell Labs, Arno Penzias e Robert Wilson, descobriram a radiação de fundo que sobrou do Big Bang em 1964, ganhando o Prêmio Nobel de Física de 1978. |
Por David J. Cord, junho de 2024
