NASA的阿尔忒弥斯（Artemis）计划有望自1972年以来首次将人类送上月球。为了这一庞大的项目，NASA从世界各地招募人员。欧洲航天局等组织和私营公司都参与其中。
芬兰诺基亚公司的子公司诺基亚美国公司（Nokia of America Corporation）于2020年被选中，加入了美国宇航局的“临界点”（Tipping Point）计划，开发用于太空的技术。诺基亚的设想是在月球表面测试4G/LTE通信设备。这项任务被命名为IM-2（IM是“直觉机器”【Intuitive Machines】的缩写）。
打造月球通信系统
着陆器接近月球的情景将是这样的。
示意图：Intuitive Machines and Nokia Bell Labs
NASA希望建立一种月球表面通信系统，以支持人类的持续存在和开展大规模活动。人类和联网设备需要相互发送信息。宇航员将进行语音和视频通信，月球车将接收指令并发送传感器数据，科学仪器将发送它们收集的信息。其他技术，如计划中的“月球网”（LunaNet），将处理地球与月球之间的互动，但月球上的通信可以通过4G系统完成。
NASA空间技术任务局（Space Technology Mission Directorate）负责通信和导航的副首席技术专家伯尼·爱德华兹（Bernie Edwards）说：“虽然这可能还需要一段时间才能成为现实，但我们在开发月球基础设施时会考虑到这一愿景。”
阿波罗任务的宇航员在月球上使用甚高频（VHF）和S波段系统进行通信，但这些技术将不足以胜任阿尔忒弥斯任务。
“传统无线电技术不具备支持月球表面视频、图像和数据传输所需的数据传输速率和数据吞吐量。” 爱德华兹解释说。
“不同于地球上的任何蜂窝网络”
在画面的中央，月球前哨MAPP（移动自主勘探平台）漫游车已驶出着陆器，并升起了天线。
示意图：Intuitive Machines and Nokia Bell Labs
第一步计划将于2024年晚些时候实施。一枚SpaceX猎鹰9型火箭将运载IM-2从佛罗里达发射，在月球南极附近着陆，那一带正是NASA计划中宇航员着陆的地点。“直觉机器”着陆器将配备诺基亚的4G/LTE“盒中网络”（“Network in a Box”）和天线，而月球车将配备诺基亚的用户设备和全向天线。
诺基亚贝尔实验室解决方案研究部（Bell Labs Solutions Research）总裁蒂埃里·克莱因（Thierry E. Klein）说：“虽然它的核心是4G/LTE系统，但不同于地球上的任何蜂窝网络。我们优化了网络系统的尺寸、重量和功耗，以适应太空运行，同时精心设计了网络元件，以承受月球表面的恶劣条件和太空飞行的极端动态压力。”
你可能会想：谁来安装这套网络呢？克莱因说：“这个网络将自主部署、配置和运行，并接受远程监控。”
爱德华兹解释说，他们之所以选择4G而不是5G，是因为月球基础设施当与地球上的发展同步。
他说：“时至今日，5G 仍在部署之中，网络提供商仍在积累知识和经验，以找到最佳方法。我们在地球上已有很多使用4G的经验，而从4G升级到5G的路径相当简单明了。”
月球车将使用4G
月球前哨MAPP漫游车（左）驶出着陆器，开始探索。
示意图：Intuitive Machines and Nokia Bell Labs
一旦安全抵达月球，两部月球车将立即投入工作。月球前哨MAPP（移动自主勘探平台）漫游车将自主行驶，绘制月面地图并采集和检查样本。
“直觉机器微型Nova着陆器”（Intuitive Machines Micro-Nova Hopper）将利用火箭跳入难以抵达的区域——如陨石坑内——搜寻水冰。计划是让月球车使用诺基亚的技术将数据传回着陆器。这很像物联网在地球上的运作方式，不过这是一项重要的测试和演示，将验证这种技术也能在太空中发挥作用。
“诺基亚4G临界点演示（Nokia 4G Tipping Point Demonstration）将证明在月球表面使用4G通信标准和技术的适用性。”爱德华兹说：“该演示将验证利用射频模型对性能作出的预测。”
这一切都是学习过程的一部分。爱德华兹说：“我们将了解该系统在月球独特的多径环境中的运行情况。我们将获得从地球远程设置和控制月球4G网络的经验。”
诺基亚在未来月球经济中发挥的作用
这个视频演示了月球车部署到月面上的情形。视频：Nokia Bell Labs
IM-2任务还只是诺基亚雄心勃勃的月球计划的一部分。诺基亚与NASA合作，为未来的阿尔忒弥斯任务开展了一项基于3GPP（第三代合作伙伴计划）的月面网络研究，还与美国国防部高级研究计划局（U.S. Defence Advanced Research Projects Agency）合作，设计一个集成的多服务架构，以支持未来的月球经济。
克莱因说：“人类一直对太空十分着迷，这种兴趣在21世纪愈发强烈。我们将把更多的人和机器送入太空，进行探索、研究，甚至开展新的商业活动。”
“无论这些人和机器前往太阳系的哪个地方，都需要通信。诺基亚已经作好准备与他们一起踏上这段旅程。”
NASA重返月球计划时间表
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你知道吗？芬兰对太空探索并不陌生芬兰的太空科学研究与探索历史悠久，延续至今。地磁、电离层和太空天气研究历来是芬兰的强项。芬兰还积极开展合作，曾在20世纪80年代为苏联的火卫一火星探测器提供了等离子体分析仪，并于1987年加入了欧洲航天局等组织。 因2016年诺基亚公司收购阿尔卡特朗讯（Alcatel-Lucent）而成为诺基亚组成部分的贝尔实验室（Bell Labs），也拥有外星研究经验。贝尔实验室与NASA合作，于1962年发射了“电星1号”（Telstar 1），这是第一颗能传送电视信号的通信卫星，还协助实施了“水星”、“双子星”、“阿波罗”等计划。贝尔实验室的研究员阿尔诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）于1964年发现了宇宙大爆炸留下的背景辐射，并因此荣获1978年诺贝尔物理学奖。 |
撰稿：David J. Cord，2024年6月
