توسعه‌ شبکه‌ ۴G در ماه خبری ناگوار برای نجوم رادیویی

با ورود به رصدخانه 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. زیرا تلسکوپ‌های رادیویی بسیار حساس هستند. کارل ساگان، ستاره‌شناس افسانه‌ای می‌گوید: مقدار انرژی خارج از منظومه‌‌‌ شمسی که تلسکوپ‌های رادیویی روی زمین دریافت می‌کنند، کمتر از انرژی حاصل از برخورد یک دانه‌ برف با زمین است. مقدار انرژی کل شاید به‌اندازه‌ چند دانه برف باشد؛ اما بازهم دامنه‌ سیگنال‌های رادیویی نجومی بسیار کمتر از سیگنال‌های مصنوعی است. در ادامه این مطلب از مجله دلتا به این سوال پاسخ می‌دهیم که: اگر جادرل بنک بتواند تداخل سیگنال تلفن‌همراه حتی روی مریخ را کشف کند، چگونه می‌تواند با شبکه‌ ۴G در ماه کنار بیاید؟

مشکل ساخت شبکه‌ ۴G در ماه باعث نگرانی بسیاری از ستاره‌شناسان شده و حالا نوکیای آمریکا بودجه‌ی ۱۴/۱ میلیون دلاری را برای توسعه‌ی اولین شبکه‌ سلولی روی ماه دریافت کرده است. هدف شبکه‌ LTE/4G تسهیل قابلیت سکونت‌پذیری طولانی‌مدت در ماه و ارائه‌ی امکانات ارتباطی برای بخش‌های اصلی مثل ماه‌نوردها و بخش‌های هدایت و کنترل است.

تداخل شبکه

تداخل فرکانس رادیویی (RFI) کابوس دیرینه‌ ستاره‌شناسان رادیویی است. جادرل بنک، اولین رصدخانه‌ نجوم رادیویی در جهان، به‌دلیل RFI تأسیس شد. سِر برنارد لاول، یکی از پیشتازان نجوم رادیویی، متوجه اختلال RFI به‌دلیل عبور قطارهای شهری شد. از آن زمان، تلسکوپ‌های رادیویی برای اجتناب از RFI در مناطق دور از شهر ساخته شدند.

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 توسعه 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 دیرینه‌ 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 شبکه‌ سیمی است.

مشکل فقط شبکه‌ ۴G در ماه نیست

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 توسعه‌ برنامه‌ آرتمیس و بازگشت فضانوردان به ماه تا سال ۲۰۲۴ است.

مشارکت شرکت‌های خصوصی در فناوری فضایی پدیده‌ 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.

SKA تحلیل جدیدی درباره‌ی تأثیر ماهواره‌ها بر نجوم رادیویی منتشر کرد. هدف این سازمان تولید نسل آینده‌ی فناوری تلسکوپ رادیویی برای آرایه‌ی کیلومترمربعی است. طبق محاسبات، حساسیت تلسکوپ‌های SKA درمقایسه‌با باند رادیویی استارلینک با فرض پرتاب ۶۴۰۰ ماهواره، ۷۰ درصد کمتر است. با تجاری‌شدن فضا، آسمان پر از فناوری‌های جدید خواهد شد؛ ازاین‌رو، اعمال قوانینی برای پژوهش‌های نجوم ضروری است.

پیشنهاد مطالعه: برای مطالعه بیشتر مطلب «ارسال اولین ماهواره ۶G آزمایشی به مدار زمین توسط چین» را بخوانید.