توسعه‌ی شبکه‌ی 4G در ماه خبری ناگوار برای نجوم رادیویی

با ورود به رصدخانه‌ی جادرل بنک (Jodrell bank)، با اعلامیه‌ای روبه‌رو می‌شوید که از بازدیدکنندگان درخواست کرده تلفن‌های همراه خود را خاموش کنند؛ زیرا تلسکوپ لوول به‌قدری قدرتمند است که می‌تواند سیگنال‌های تلفن را حتی روی مریخ هم کشف کند. تلسکوپ‌های رادیویی بسیار حساس هستند. کارل ساگان، ستاره‌شناس افسانه‌ای می‌گوید:

مقدار انرژی خارج از منظومه‌ی‌‌ شمسی که تلسکوپ‌های رادیویی روی زمین دریافت می‌کنند، کمتر از انرژی حاصل از برخورد یک دانه‌ی برف با زمین است.

مقدار انرژی کل شاید به‌اندازه‌ی چند دانه برف باشد؛ اما بازهم دامنه‌ی سیگنال‌های رادیویی نجومی بسیار کمتر از سیگنال‌های مصنوعی است. در‌صورتی‌که جادرل بنک بتواند تداخل سیگنال تلفن‌همراه حتی روی مریخ را کشف کند، چگونه می‌تواند با شبکه‌ی 4G روی ماه کنار بیاید؟

مشکل ساخت شبکه‌ی 4G روی ماه باعث نگرانی بسیاری از ستاره‌شناسان شده و حالا نوکیای آمریکا بودجه‌ی ۱۴/۱ میلیون دلاری را برای توسعه‌ی اولین شبکه‌ی سلولی روی ماه دریافت کرده است. هدف شبکه‌ی LTE/4G تسهیل قابلیت سکونت‌پذیری طولانی‌مدت در ماه و ارائه‌ی امکانات ارتباطی برای بخش‌های اصلی مثل ماه‌نوردها و بخش‌های هدایت و کنترل است.

تداخل فرکانس رادیویی (RFI) کابوس دیرینه‌ی ستاره‌شناسان رادیویی است. جادرل بنک، اولین رصدخانه‌ی نجوم رادیویی در جهان، به‌دلیل RFI تأسیس شد. سر برنارد لاول، یکی از پیشتازان نجوم رادیویی، متوجه اختلال RFI به‌دلیل عبور قطارهای شهری شد؛ به‌همین‌دلیل، پژوهش‌های خود را دو هفته به سشایر منتقل کرد و سپس برای همیشه ماندگار شد. از آن زمان، تلسکوپ‌های رادیویی برای اجتناب از RFI در مناطق دور از شهر ساخته شدند. برای مثال، تلسکوپ SKA‌ (آرایه‌ی کیلومتر‌مربعی) در مناطق دورافتاده‌ی آفریقای‌جنوبی و استرالیا در دست ساخت است. بدین‌ترتیب، بسیاری از منابع رایج RFI، از‌جمله تلفن‌های همراه و امواج اجاق‌های مایکروویو، حذف خواهند شد.

بااین‌حال، تلسکوپ‌های رادیویی زمینی به‌طور‌کامل نمی‌توانند از منابع فضایی RFI مثل ماهواره‌ها یا شبکه‌های ارتباطی آینده‌ی ماه اجتناب کنند. RFI را می‌توان با استفاده از سپر‌های محافظتی مناسب و افزایش دقت انتشار سیگنال کاهش داد. ستاره‌شناسان به‌صورت پیوسته در حال توسعه‌ی راهبردهایی برای حذف RFI از داده‌های خود هستند؛ اما این مسئله به‌شدت به نقش شرکت‌های خصوصی و تضمین محافظت از نجوم رادیویی وابسته است.

رؤیای دیرینه‌ی منجمان رادیویی ساخت تلسکوپی رادیویی در آن سوی ماه است. این تلسکوپ علاوه‌بر‌اینکه از سیگنال‌های زمینی در امان است، می‌تواند ضعیف‌ترین فرکانس‌های رادیویی را رصد کند که روی زمین تحت‌تأثیر یونوسفر جو قرار می‌گیرند. رصد فرکانس‌های رادیویی ضعیف می‌تواند به پاسخ به پرسش‌های بنیادی درباره‌ی جهان، از‌جمله اولین لحظات پس از بیگ‌بنگ کمک کند. برای مثال، ناسا روی پروژه‌ای سرمایه‌گذاری کرده که هدف آن تبدیل یکی از دهانه‌های برخوردی ماه به تلسکوپ رادیوی با شبکه‌ی سیمی است.

ناسا با وجود علاقه به پروژه‌های رادیویی، باید منافع شرکای تجاری خود را هم تضمین کند. نوکیا یکی از ۱۴ شرکت آمریکایی است که با ناسا در مجموعه‌ای از پروژه‌ها به ارزش بیش از ۳۷۰ میلیون دلار همکاری می‌کند. یکی از اهداف نوکیا کمک به توسعه‌ی برنامه‌ی آرتمیس و بازگشت فضانوردان به ماه تا سال ۲۰۲۴ است.

مشارکت شرکت‌های خصوصی در فناوری فضایی پدیده‌ی جدیدی نیست و مزایا و معایب آن بحث‌برانگیزاند. یکی از پروژه‌های مهم ماهواره‌های استارلینک اسپیس ایکس است که از زمان اولین پرتاب در سال ۲۰۱۹، جنجال زیادی در میان ستاره‌شناسان به‌پا کرد. بلافاصله‌ پس از پرتاب ماهواره‌های استارلینک، تصاویری از تداخل این ماهواره‌ها و مزاحمت‌ آن‌ها برای اهداف نجومی منتشر شد. ستاره‌شناسان در گذشته نیز با ماهواره‌ها مشکل داشتند؛ اما تعداد و درخشش چشمگیر استارلینک بی‌سابقه و پیش‌بینی مدار آن‌ها دشوار است. این مسائل باعث افزایش نگرانی فعالان حوزه‌ی ستاره‌‌شناسی شده است.