کی می توانیم با ماه گفت وگو کنیم؟/ فناوری وای فای به تنها قمر زمین رسید

یکی از چالش های مهمی که فضانوردان در سطح ماه با آن روبه رو هستند ارتباط با تجهیزات و سایر اعضای تیم است.

خبرگزاری علم و فناوری تازوما؛ اکتشافات فضایی به سمت کره ماه در سال های اخیر پیشرفت های زیادی داشته است و یکی از چالش های مهمی که فضانوردان در سطح ماه با آن روبه رو هستند ارتباط با تجهیزات و سایر اعضای تیم است که با توسعه شبکه های فورجی و فایوجی، ارتباطات در ماه به طور قابل توجهی بهبود خواهد یافت. در گزارش حاضر که بر اساس آمارهای منتشرشده ناسا تنظیم شده به بررسی دو پروژه فضایی برای توسعه ارتباطات سیار در سطح ماه پرداخته است.

در سال 1969، جهان به تماشای فیلمی از حضور اولین انسان روی کره ماه نشست که بخشی از ماموریت آپولو 11 بود، اما کیفیت تصویر، در مقایسه با استاندارد های امروزی، ضعیف و به دور از تمرکز بود. با ظهور نسل بعدی فضانوردانی که به ماه سفر می کردند، نیاز به پخش زنده با کیفیت بالا و تقریباً هم زمان از ماه، اهمیت زیادی پیدا کرد. مت کاسبای (Matt Cosby) عضو آژانس فضایی انگلیس می گوید: «انتظار داریم این بار تصاویری با وضوح فور کی (4K) و 10 برابر بهتر از آنچه در ماموریت های آپولو دیده بودیم، به دستمان برسد.» 
دستیابی به چنین امکانی نیازمند عزم جهانی برای سرمایه گذاری در ایجاد وای فای قمری (مستقر در سطح ماه) است که به سیستم های ارتباطی بی سیم اجازه می دهد در محیط سطح ماه کار کنند. ارزیابی های پروژه لونارلایتز (LunarLites) که بین سال های 2021 تا 2023 توسط مرکز تحقیقات ناسا در اوهایو انجام شد، نشان داد که چگونه فناوری های فورجی و فایوجی در زمین می توانند در محیط ماه نیز معادل سازی شوند. این پروژه دارای دو پروژه جدید در دست اجراست که پروژه اول «توسعه تدریجی امواج بی سیم در سطح ماه» و پروژه دوم «توسعه فناوری نسل سوم ارتباطات سیار در کره ماه» نام دارد. 

پروژه اول – چالش ها و مزایای محیطی

پروژه اول عملکرد سیستم های ارتباط بی سیم در محیط جنوبی سطح ماه را بررسی می کند که به دلیل مناطق برخوردار از نور مداوم خورشید و نیز نواحی همیشه تاریک با آب های یخ زده (منبع بالقوه برای آب و سوخت)، مکان مناسبی برای تحقیقات است. البته تنوع نواحی در سطح ماه چالش های متعددی را به همراه دارد. به عنوان مثال، دهانه شَکلتون، محل فرود احتمالی فضاپیما، دو مایل عمق و 12 مایل عرض دارد.

غبار های ریز سطح ماه یا خرده سنگ ها هم که گاهی تا چند متر عمق دارند نیز برای سیستم های ارتباطی بی سیم چالش برانگیز هستند. خرده سنگ ها می توانند عملکرد سیستم های ارتباطی را به دلیل ساختار های غیرقابل مشاهده مانند سنگ های مدفون و دهانه ها تحت تاثیر قرار دهند.

علاوه بر این، هندسه چرخش ماه به دور زمین پیچیدگی های زیادی دارد. از قطب جنوبی ماه، زمین فقط برای دو هفته در ماه قابل مشاهده است و حتی زمانی که قابل رویت باشد، همیشه کمتر از 10 درجه بالاتر از افق قرار می گیرد. این بدان معناست که سیگنالی که مستقیماً به زمین بازمی گردد می تواند به دلیل انعکاس امواج رادیویی خارج از زمین با خودش تداخل ایجاد کند، پدیده ای که «چند مسیری» نامیده می شود.

پروژه دوم – چالش های ارتباط الکترونیکی

پروژه دوم به تحقیق درباره چگونگی استقرار نسل سوم فناوری های بی سیم در ماه اختصاص دارد. سیستم های بی سیم با چندین چالش اساسی برای کار بر روی سطح ماه روبه رو هستند، مانند دمای بسیار بالا و محیط تشعشع، که می تواند برای سیستم های الکترونیکی مشکلاتی ایجاد کند. سیستم های فورجی و فایوجی از نظر محاسباتی پیچیده هستند و تقویت آنها برای فعالیت در سطح ماه کار ساده ای نیست. ضمن آنکه هنوز چیز های زیادی برای درک محیط انتشار فرکانس رادیویی در سطح ماه وجود دارد.

یکی دیگر از چالش های ارتباط با ماه، عدم وجود خط مستقیم بین ماه و زمین است. برای غلبه بر این امر، آژانس های فضایی، ماهواره هایی را پرتاب می کنند که می توانند ارتباط بی وقفه را تضمین کنند. چین تا کنون اولین ماهواره رله خود را به سوی ماه پرتاب کرده است و ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA) نیز در حال کار بر روی پروژه های رله در ماه هستند.

برنامه های جهانی و ماموریت های آینده

برنامه آژانس فضایی اروپا در ماه با هدف ایجاد شبکه ای از ماهواره های ارتباطی و رلۀ داده از ماه، شبیه به سیستم جی پی اس روی زمین است. گام اول برای رسیدن به این هدف، پرتاب رهیاب قمری در سال 2025 خواهد بود که توسط شرکت حمل و نقل فضای تجاری فایرفلای ایرواسپیس (Firefly Aerospace) در مدار قرار می گیرد. در این ماموریت یک فرودگر ناسا روی ماه فرود خواهد آمد و فناوری مورد نیاز برای ایجاد یک شبکه ارتباطی قوی در ماه را نشان خواهد داد.

چنانچه فناوری فورجی و فایو جی در کره ماه در دسترس باشند فضانوردان می توانند با مریخ نوردها، ابزار ها و خدمه فضاپیما ارتباط مناسبی برقرار کنند. ماموریت اخیر شرکت هوافضای آمریکایی اینتوییتیو ماشینز (Intuitive Machines) با عنوان آی اِم-1 (IM-1) یک نقطه عطف مهم در این مسیر بود، چرا که اولین فرود نرم ناسا در خاک ماه در پنجاه سال گذشته بود و نشان داد که استقرار وای فای در کره ماه فقط یک رویا نیست و بلکه یک هدف دست یافتنی است.