company_banner

NASA с Nokia хотят развернуть 4G-сеть на Луне, и это глобальная проблема для радиоастрономии


    У астрономов появился новый повод для беспокойства — планы NASA и Nokia развернуть 4G-связь на Луне. В середине октября агентство объявило, что в рамках лунной программы Nokia, партнер NASA, получит $14,1 млн на реализацию проекта.

    Согласно планам, к 2028 году сеть должна быть развернута, она будет обеспечивать связью лунные посадочные модули, луноходы и все прочие системы, которые прибудут на Луну к тому времени. Вроде бы все хорошо, сбываются мечты фантастов и обычных людей. Но астрономы недовольны — они считают, и небезосновательно, что лунный проект окажет сильнейшее негативное влияние на радиоастрономию.

    Что снова не так?


    Радиотелескопы чрезвычайно чувствительны. Посетителей, которые приходят в обсерватории, всегда просят выключить мобильные устройства. Насколько высока чувствительность систем космического радионаблюдения? Например, радиотелескоп имени Б. Ловелла, который находится в Великобритании, способен засечь звонок с Марса. Не сигнал спутника, а обычный звонок по обычному мобильному телефону.

    И понятно, что такая чувствительность не только у этого радиотелескопа, но и у большинства прочих систем. Без нее они бы не смогли регистрировать события на объектах, удаленных от нас на миллионы световых лет.

    В 2015 году на Хабре публиковалась история с крупнейшим в Австралии радиотелескопом Parkes. Примерно два раза в год сотрудники обсерватории получали странные сигналы из космоса. Названные «перитонами», они поступали не из конкретной области небесного свода, а сразу отовсюду. Это было настолько странно, что ученые сразу предположили: сигналы имеют земное происхождение.

    Изначально считалось, что источник сигнала — молния или какое-то иное атмосферное явление. Но в итоге выяснилось, что все гораздо прозаичнее: «перитоны» излучает микроволновка, установленная в подсобке. Сигналы появляются в том случае, если дверцу микроволновки открыть до завершения ее работы.

    В общем, любой искусственный сигнал может испортить астрономам чистоту наблюдений или вовсе сделать их работу невозможной. И сейчас специалисты по радиоастрономии переживают из-за проекта NASA и Nokia. Ведь если они могут засечь телефонный звонок на Марсе, то что сделает с радионаблюдениями мобильная 4G-сеть на Луне? Ответ очевиден — усложнит работу ученых.

    Помехи, они повсюду



    Помехи — главный враг радиоастрономов. Обсерватория Джодрелл Банк, в которой и расположен радиотелескоп имени Б. Ловелла, была первым объектом, который построили вдали от источников радиопомех. Ученый Бернард Ловелл обнаружил, что работе телескопов мешают помехи, создаваемые проезжающими неподалеку от его лаборатории трамваями. Провода в месте соприкосновения контактов трамвая часто искрят, во время появления искры возникают радиосигналы, забивающие радиоспектр.

    С тех пор это стало мейнстримом у астрономов — строить обсерватории как можно дальше от цивилизации. Чем выше и дальше, тем лучше. Тот же распределенный радиотелескоп Square Kilometer Array (SKA) строится в самых отдаленных регионах Австралии и Южной Африки. Причина все та же: отсутствие помех от работы радиоустройств. Понятно, что уже не только трамваи всему виной, эфир забивают сигналы множества радиоустройств. Микроволновые печи — еще одна беда современной радиоастрономии, о чем уже говорилось выше.

    Но если от наземных источников радиосигналов можно убежать, то от сети спутников или, тем более, сигналов с Луны не скроешься. Сейчас радиоастрономы разрабатывают алгоритмы обработки результатов наблюдений, что должно помочь снизить негативное влияние помех.

    Не так давно появился полуфантастический план построить радиотелескоп с обратной стороны Луны. Поскольку она постоянно обращена одной стороной к Земле, то толща пород защищала бы такой телескоп от любого влияния Земли. Но сейчас этот и так трудноосуществимый план под угрозой: если источник помех появится на Луне, то смысла строить там радиотелескоп нет.

    Под план уже было подведено серьезное научное обоснование. Так, при помощи спутника-ретранслятора Queqiao, отправленного на Луну в рамках миссии Chang’e 4, астрономы смогли доказать, что радионаблюдения с естественного спутника Земли — идеальный вариант изучения космоса. И даже радиотелескоп везти на Луну не нужно — любой кратер можно переоборудовать в чашу телескопа, развернув специальную подкладку из проволочной сети. После этого нужно только добавить научное оборудование — и радиотелескоп огромной мощности и необычайной «чистоты» радиосигнала готов.

    Данные, получаемые такой системой, помогли бы ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной — например, о том, какой она была в первые несколько мгновений после Большого взрыва.

    Не только 4G


    NASA работает не только с Nokia. Всего в проекте возвращения людей на Луну участвует 14 разных компаний. Если все получится, то астронавты должны вернуться на спутник Земли уже через 4 года. И тогда начнется освоение Луны, включая прокладывание коммуникаций. Чем больше оборудования и людей окажется на Луне, тем хуже для радиоастрономов.


    Еще одна проблема — оптические наблюдения. После того как спутники Starlink Илона Маска стали десятками выходить на орбиту, их стало видно с Земли невооруженным глазом. Астрономы сразу заявили, что, если количество спутников превысит несколько сотен, они помешают изучать космос с Земли при помощи оптических телескопов.

    Если спутников будет около 10 000, как и планирует сделать в итоге Маск, то работа астрономов будет нарушена. Изучение влияние аппаратов на визуальные наблюдения пока еще продолжается, но Маск пообещал делать спутники темными.

    Кроме того, поскольку это спутники радиосвязи, то они тоже создают помехи, и куда более сильные, чем какие-то несколько передатчиков, установленных на Луне. Настолько сильное, что сейчас организация SKA Organization, разрабатывающая сеть радиотелескопов нового поколения, занимается изучением возможного влияния всех указанных выше факторов на работу радиоастрономов. Указывается, что после выхода всех спутников сети Starlink на орбиту сеть SKA станет на 70% менее чувствительной.

    Ну какой выход? Вряд ли он есть, космос постепенно осваивается, и, несмотря на важность работы радиоастрономов, государственные агентства и коммерческие компании будут устанавливать и запускать все больше источников радиосигналов. Так что ученым придется разрабатывать методики снижения влияния помех на результаты наблюдений — иного пути, кажется, просто нет.

    Selectel
    ИТ-инфраструктура для бизнеса

    Комментарии 25

      +9
      то ли ещё будет, когда NASA запланирует установить на луне микроволновку!
        +3

        … со случайно открывающейся во время работы дверцей.

        +3
        Не так давно на старлинк жаловались, теперь вот это.
        Скажите уже астрономам, что космос не только им принадлежит.
          –7
          Кстати да. От того, что астрономы откроют ещё одну радиогалактику на расстоянии в 10 миллиардов световых лет, человечеству по большому счёту ни холодно, ни жарко. Практическая польза этого знания равна нулю, потому что как минимум в ближайшее тысячелетие добраться туда не получится. Да и устарели полученные данные на эти самые миллиарды лет, в течение которых радиоизлучение до нас добиралось.
          Тогда как нормальная связь по-настоящему нужна вот прямо сейчас. Когда ресурсы человечества ограничены, вопрос приоритетов стоит очень остро.
            +11
            Ресурсы человечества всегда ограничены, это не повод забивать на фундаментальные исследования.
            Мещанство на Хабре детектед.
              +7
              Вы GPS пользуетесь? ну так перестаньте, если вам ни жарко ни холодно от открытий астрономов.
              спутники GSP используют квазары в своей работе
                +2

                Сейчас астрономия тесно переплетена с физикой. Не зря есть ещё есть астрофизика и пр. Вспомнить хотя бы нашумевшее детектирование гравитационных волн.
                Это фундаментальная наука, и она двигает прикладную науку. Может быть вам кажется это не таким явным, но даже в этих всех современных "айфончиках" используется много открытия, которые совершили ученые из областей, которые обычным людям "не нужны".

              0
              Пояс спутников вокруг планеты, наверное фонит посильней микроволновки
                +6

                Всё просто — делим Луну на 2 части. Та, что к Земле — с 4G и прочим радионепотребством, обратная сторона — под гигантские радио и оптические телескопы

                +5
                Чуть погуглил, и возник у меня вопрос. Пишут, что рабочей длиной волны для современной радиоастрономии является миллиметровая, тогда каким же образом им будут мешать не слишком мощные да и вообще дециметровые радиоволны в небольшом диапазоне на расстоянии четырех сотен тысяч км, если им не сильно мешают наши земные источники «родных» миллиметровых волн на которых, как пишут, работают еще высокоскоростная радиорелейная связь, радиолокация (метеорологическая, управление вооружением), спутниковая радиосвязь?

                Понимаю, звучит глупо, но создается впечатление, что ребята придумывают проблему на ровном месте, чтобы финансирование выбивать на борьбу с «помехами от лунного 4G»
                  +3
                  Да ну, всё проще.
                  image
                    +3
                    Я не знаю сколько их, но явно не одна.
                    По истории поиска реликтовых гравитационных волн. Сначала их ошибочно открыли, т.к. наблюдения вели в 1 или 2-х диапазонах и на самом деле открыли помехи.
                    А потому провели наблюдения в 9-ти диапазонах. И выяснили что это были помехи, а не реликтовые гравитационные волны.
                    Сейчас астрономия это не только наблюдение, но и обработка сигнала. А чем больше диапазонов вы наблюдаете тем больше у вас возможностей фильтрации сигнала.
                      0
                      внезапно, микроволновки обычно работают на частоте 2,45 ГГц.
                      0

                      Зато теперь если Китай захочет развернуть там 5G есть готовый повод этому помешать.

                        0

                        Радиоастрономы – на Плутон! Пусть там делают тысячекилометровые антенны.


                        Всем будет лучше – и им, и ракетостроителям и человечеством в целом. А когда жахнет астероид, дежурная смена подождет немножко и реколонизирует Землю обратно.

                          +1
                          Например, радиотелескоп имени Б. Ловелла, который находится в Великобритании, способен засечь звонок с Марса. Не сигнал спутника, а обычный звонок по обычному мобильному телефону.

                          Ну то бишь уже давно известно, что марсиане звонят по обычному мобильному телефону на Землю, и это происходит регулярно. :)
                            0
                            Мне больше интересно насколько эффективно на луне именно 4G с его частотами, и всеми остальными наворотами. На луне ведь не ограничен частотный диапазон(законодательно), нет атмосферы нет такого количества абонентов, нет плотной застройки.
                              +3
                              Я думаю дело в том, что оборудование уже существует. И приспособить его к космосу проще, чем разрабатывать с нуля.
                              0
                              А от авиации они не страдают? У них же все станции связаны между собой, чтобы по времени прибытия сигнала или по отсутствию отфильтровывать помехи. Как-то сомнительно звучит эта проблема.
                                +1
                                Астрономам вообще трудно угодить.
                                Отрывок из фантастики
                                Когда человечество приступило к освоению своей планетной системы, учёные принялись искать оптимальное место для космических наблюдений.

                                По мнению капризных астрономов, лунное небо замусорено солнечным ветром, микрометеоритами, кислородными утечками из куполов и ярким зодиакальным свечением, вызванным рассеянием и переизлучением света Солнца на пылевом межпланетном облаке. У телескопов, летающих в космосе, нестабильные, часто меняющиеся траектории. Даже перемещение самих исследователей по летающим обсерваториям вызывает неприемлемые вибрации приборов.

                                Телескопы требовали: чистого от излучений безатмосферного неба, больших площадей, стабильного грунта и минимальной гравитации, удобной для больших хрупких конструкций. Но слишком слабая сила тяжести отрицательно влияла на здоровье исследователей. Нужен был гравитационный оптимум: компромисс между требованиями приборостроителей и медиков.

                                Наиболее привлекательными для постройки обсерваторий казались спутники планет-гигантов. Но системы Юпитера и Сатурна не годились из-за их мощных магнитосфер, густо засеянных частицами солнечного ветра. Кроме того, спутники этих планет отличались геологической нервозностью: на юпитерианской Ио мощные вулканы постоянно извергали трёхсоткилометровые султаны серной лавы, а с поверхности сатурнианского Энцелада в космос били струи водяного пара.
                                  0
                                  Не так давно появился полуфантастический план построить радиотелескоп с обратной стороны Луны. Поскольку она постоянно обращена одной стороной к Земле, то толща пород защищала бы такой телескоп от любого влияния Земли. Но сейчас этот и так трудноосуществимый план под угрозой: если источник помех появится на Луне, то смысла строить там радиотелескоп нет.

                                  я сомневаюсь, сотовыми сетями в ближайшее время покроют всю поверхность луны, скорее всего это будет небольшой участок (и не с обратной стороны). так что толща пород всё так же будет защищать этот телескоп.

                                    0
                                    Вы думаете там будут наземные базовые станции?
                                    Мне кажется спутник на орбиту луны запустить проще, чем посадить аппарат. И рельеф мешать не будет.
                                    +1
                                    А почему 4G на луне им помешает, а сотни (и даже тысячи) спутников на разных орбитах Земли, в том числе передающие устройства с Марса и другие далекие рукотворные источники сигнала — нет?
                                      0

                                      А почему 4G, если стандарт 5G уже готов и в процессе развёртывания?

                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                      Самое читаемое