شبكة 4G على القمر: تحديات وفرص فريدة

إرسال الرسائل النصية على القمر؟ البث على المريخ؟ قد لا يكون بعيداً كما تعتقد.

هذه هي الرؤية المشتركة بين وكالة ناسا ونوكيا، اللتين عقدتا شراكة لإنشاء شبكة خلوية على القمر للمساعدة في وضع اللبنات الأساسية لوجود الإنسان على الكواكب الأخرى على المدى الطويل.

ومن المقرر أن يتم إطلاق صاروخ سبيس إكس هذا العام - لم يتم تأكيد التاريخ المحدد بعد - حاملاً شبكة 4G بسيطة إلى القمر. وسيقوم المسبار بتركيب النظام في القطب الجنوبي للقمر ومن ثم سيتم التحكم فيه عن بُعد من الأرض.

"قال والت إنجلوند، نائب المدير المساعد للبرامج في مديرية بعثات تكنولوجيا الفضاء في ناسا، لشبكة سي إن إن إن: "التحدي الأول لتشغيل الشبكة هو الحصول على معدات خلوية مؤهلة للفضاء تلبي متطلبات الحجم والوزن والطاقة المناسبة، بالإضافة إلى نشرها بدون فني. ولا يقل عن ذلك تحدياً أنه سيحتاج إلى العمل في البيئة القمرية القاسية ذات درجات الحرارة والإشعاع الشديدين على سطح القمر.

يتم بناء وحدة شبكة الجيل الرابع من قبل مختبرات بيل التابعة لشركة نوكيا باستخدام مجموعة من المكونات التجارية الجاهزة. سيتم تحميلها على مركبة هبوط من صنع شركة Intuitive Machines الأمريكية، وبمجرد نشرها سيتم توصيلها بالمركبة عبر أجهزة لاسلكية بمركبتين متجولتين لهما مهمتهما الخاصة: البحث عن الجليد.

ستستكشف إحدى المركبتين، وهي مركبة "لونار آوتبوست" المتجولة، المنطقة المعروفة باسم "شاكلتون كونيكتينج ريدج"، بينما ستغوص المركبة الأخرى، وهي مركبة "مايكرو-نوفا" في فوهة البركان للبحث عن أدلة غير مسبوقة عن قرب على وجود جليد على القمر.

ستكون صور الجليد - التي سيتم إرسالها إلى المسبار ثم إلى الأرض في الوقت الفعلي تقريباً عبر الشبكة الخلوية - سابقة في العالم. يمكن استخدام الجليد القمري لإنتاج الأكسجين القابل للتنفس، وحتى الوقود الذي يمكن استخدامه في نهاية المطاف لإطلاق بعثات المريخ من القمر.

وبالنسبة لبرنامج أرتميس التابع لوكالة ناسا، والذي يهدف إلى إعادة رواد الفضاء إلى القمر هذا العقد، فإن الاتصال الخلوي لا يقدر بثمن.

في الوقت الحالي، يتحدث رواد الفضاء مع بعضهم البعض عن طريق الراديو، لكن ناسا تريد نظام اتصالات قمري قادر على دعم الفيديو عالي الدقة والبيانات العلمية، كما يقول إنجلوند - خاصة وأن بعثات أرتميس أصبحت أكثر تطوراً.

قال إنجلوند: "إن القدرة على التواصل على القمر أمر بالغ الأهمية بالنسبة لأرتميس - لا يقل أهمية عن أي عنصر آخر من عناصر المهمة مثل الطاقة والماء للشرب والهواء للتنفس".

"في نهاية المطاف، سيساعد هذا الجهد في إنشاء شبكة اتصالات قمرية يمكن أن تمنح مستكشفينا القدرة على إرسال البيانات العلمية والتشاور مع مركز التحكم في المهمة والتحدث إلى عائلاتهم، كما لو كانوا يسيرون في الشارع على هواتفهم المحمولة."

ويمكنها أن تضع الأساس لشبكة إنترنت خارج العالم الخارجي لا تختلف عن تلك الموجودة على الأرض. ويمكن للأجهزة الشخصية الاتصال بهذه الشبكات، مما يسمح لمستعمري الفضاء باستخدام الهواتف الذكية التي يمكنها الوصول إلى جميع التطبيقات والخدمات المتاحة لمن هم على الأرض.

اختارت وكالة ناسا مختبرات بيل كجزء من مبادرتها "نقطة التحول"، وهي سلسلة من الشراكات مع الشركات لتطوير تقنيات للبعثات المستقبلية التي تضعها في موقع رئيسي لأدوار رئيسية في اقتصاد الفضاء المستقبلي.

وحصلت مختبرات بيل لابز على منحة بقيمة 14.1 مليون دولار في عام 2020، وفي يناير/كانون الثاني، اختارت وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) شركة نوكيا لبدء العمل على بنية تحتية لخدمات الاتصالات التي ستكون في نهاية المطاف بمثابة "إطار عمل للاقتصاد القمري".

قال تييري كلاين، رئيس شركة Bell Labs Solutions Research، لشبكة CNN: "سيعتمد الاقتصاد القمري المستقبلي بشكل حاسم على تقنيات الاتصالات لجمع البيانات وتحليلها ومشاركة المعلومات والحفاظ على العمليات والتحكم فيها".

"ويشمل ذلك الحفاظ على وجود بشري شبه دائم أو دائم على القمر، بالإضافة إلى العمليات الروبوتية الآلية للنقل وتعدين الموارد ومعالجة المعادن وجمع البيانات العلمية."

هناك فوائد تجارية محتملة للمشاريع التجارية الأرضية أيضاً.

فإذا كانت الشبكة قادرة على تحمل الرحلة إلى المدار، ثم نشرها وتحملها بشكل مستقل وسط فراغ الفضاء ودرجات الحرارة المتقلبة بشدة والإشعاع الكوني، فستكون قادرة على البقاء على قيد الحياة في أقسى المواقع على الأرض - مثل القمم الجليدية القطبية أو الصحاري أو المنصات البحرية.

قال كلاين: "من المفيد للغاية أن يكون لدينا معدات شبكة مدمجة ومنخفضة البصمة يمكن نقلها ونشرها بسهولة في أي مكان، خاصة عندما يتعلق الأمر بعمليات النشر عن بُعد أو المواقع الصناعية أو السلامة العامة أو الاستجابة لحالات الطوارئ أو التعافي من الكوارث أو الدفاع."