La NASA y Nokia quieren desplegar 4G en la luna, un desafío global para la radioastronomía



Los astrónomos tienen un nuevo motivo de preocupación: la NASA y Nokia planean implementar comunicaciones 4G en la Luna . A mediados de octubre, la agencia anunció que bajo el programa lunar, Nokia, un socio de la NASA, recibiría $ 14.1 millones para el proyecto.



Según los planes, para 2028 la red debería estar desplegada, proporcionará comunicaciones para los módulos de aterrizaje lunar, los rovers lunares y todos los demás sistemas que llegarán a la luna en ese momento. Todo parece ir bien, los sueños de los escritores de ciencia ficción y la gente corriente se hacen realidad. Pero los astrónomos están descontentos; creen, y no sin razón, que el proyecto lunar tendrá un fuerte impacto negativo en la radioastronomía.



¿Qué pasa de nuevo?



Los radiotelescopios son extremadamente sensibles. A los visitantes que vienen al observatorio siempre se les pide que apaguen sus dispositivos móviles. ¿Qué tan alta es la sensibilidad de los sistemas de observación por radio espacial? Por ejemplo, el radiotelescopio B. Lovell, que se encuentra en el Reino Unido, puede detectar una llamada de Marte. No es una señal de satélite, sino una llamada normal en un teléfono móvil normal.



Y está claro que esta sensibilidad no es solo para este radiotelescopio, sino también para la mayoría de los otros sistemas. Sin él, no habrían podido registrar eventos en objetos a millones de años luz de distancia de nosotros.



En 2015, se publicó una historia en Habrécon el radiotelescopio más grande de Australia, Parkes. Aproximadamente dos veces al año, el observatorio recibía señales extrañas del espacio. Llamados "perytons", no provenían de un área específica del firmamento, sino de todas partes a la vez. Fue tan extraño que los científicos asumieron de inmediato que las señales eran de origen terrestre.



Inicialmente, se creía que la fuente de la señal era un rayo o algún otro fenómeno atmosférico. Pero al final resultó que todo es mucho más prosaico: los "peritones" los emite el microondas instalado en la trastienda. Aparecen señales si la puerta del microondas se abre antes de que finalice su funcionamiento.



En general, cualquier señal artificial puede estropearla pureza de las observaciones de los astrónomos o imposibilita su trabajo. Y ahora los especialistas en radioastronomía están preocupados por el proyecto de la NASA y Nokia. Después de todo, si pueden detectar una llamada telefónica en Marte, ¿qué hará la red 4G móvil en la Luna con las observaciones de radio? La respuesta es obvia: complicará el trabajo de los científicos.



Interferencia, están en todas partes





La interferencia es el principal enemigo de los radioastrónomos. El Observatorio Jodrell Bank, que alberga el radiotelescopio B. Lovell, fue la primera instalación que se construyó lejos de fuentes de interferencia de radio. El científico Bernard Lovell descubrió que los telescopios se veían interferidos por la interferencia de los tranvías que pasaban cerca de su laboratorio. Los cables en el punto de contacto de los contactos del tranvía suelen producir chispas; cuando aparece la chispa, aparecen señales de radio que obstruyen el espectro de radio.



Desde entonces, se ha vuelto común entre los astrónomos construir observatorios lo más lejos posible de la civilización. Cuanto más alto y más lejos, mejor. El mismo radiotelescopio distribuido Square Kilometer Array (SKA) se está construyendo en las regiones más remotas de Australia y Sudáfrica. La razón es la misma: no hay interferencia de dispositivos de radio. Está claro que no solo los tranvías tienen la culpa, sino que las señales de muchos dispositivos de radio atascan el aire. Las microondas son otra desgracia de la radioastronomía moderna, como se mencionó anteriormente.



Pero si puede huir de fuentes terrestres de señales de radio, entonces no podrá esconderse de la red de satélites o, más aún, de las señales de la Luna. Ahora, los radioastrónomos están desarrollando algoritmos para procesar los resultados de las observaciones, lo que debería ayudar a reducir el impacto negativo de la interferencia.



No hace mucho, surgió un plan semi-fantástico para construir un radiotelescopio en el lado opuesto de la luna. Dado que está constantemente frente a un lado de la Tierra, la masa rocosa protegería a dicho telescopio de cualquier influencia de la Tierra. Pero ahora este plan ya difícil está amenazado: si aparece una fuente de interferencia en la Luna, entonces no tiene sentido construir un radiotelescopio allí.



Ya existía una base científica sólida para el plan. Entonces, con la ayuda del satélite de retransmisión Queqiao, enviado a la luna como parte de la misión Chang'e 4, los astrónomos pudieron demostrar que las observaciones de radio de un satélite natural de la Tierra son una opción ideal para estudiar el espacio. E incluso no es necesario llevar un radiotelescopio a la Luna; cualquier cráter se puede convertir en un cuenco de telescopio desplegando un revestimiento especial hecho de malla de alambre. Después de eso, solo necesita agregar equipo científico, y un radiotelescopio de enorme potencia y extraordinaria "pureza" de la señal de radio está listo.



Los datos generados por dicho sistema ayudarían a responder preguntas fundamentales sobre el universo, por ejemplo, cómo era en los primeros momentos después del Big Bang.



No solo 4G



La NASA no solo está trabajando con Nokia. En total, 14 empresas diferentes están involucradas en el proyecto para devolver personas a la luna. Si todo sale bien, los astronautas deberían regresar al satélite de la Tierra en 4 años. Y luego comenzará la exploración de la Luna, incluido el establecimiento de comunicaciones. Cuantos más equipos y personas haya en la luna, peor para los radioastrónomos.





Otro problema es la observación óptica. Después de que los satélites Starlink de Elon Musk comenzaron a entrar en órbita en docenas, se hicieron visibles desde la Tierra a simple vista. Los astrónomos declararon de inmediato que si el número de satélites excede varios cientos, interferirán con el estudio del espacio desde la Tierra utilizando telescopios ópticos.



Si hay alrededor de 10,000 satélites, como Musk planea hacer al final, entonces el trabajo de los astrónomos se verá interrumpido. La investigación sobre el efecto de las naves espaciales en las observaciones visuales aún está en curso, pero Musk ha prometido oscurecer los satélites .



Además, dado que se trata de satélites de comunicación por radio, también crean interferencias y son mucho más potentes que los pocos transmisores instalados en la luna. Tan fuerte que la Organización SKA, que está desarrollando una red de radiotelescopios de nueva generación, está estudiando ahora el posible impacto de todos los factores anteriores en el funcionamiento de los radioastrónomos. Se indica que después de que todos los satélites Starlink estén en órbita, la red SKA se volverá un 70% menos sensible.



Bueno, ¿cuál es la salida? Apenas existe, el espacio se está dominando gradualmente y, a pesar de la importancia del trabajo de los radioastrónomos, las agencias gubernamentales y las empresas comerciales instalarán y lanzarán cada vez más fuentes de señales de radio. Por lo tanto, los científicos deberán desarrollar métodos para reducir la influencia de la interferencia en los resultados de las observaciones; parece que no hay otra forma.






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