Intuitive Machines, la società privata dietro il primo sbarco commerciale sulla Luna, ha lanciato una seconda missione lunare dal Kennedy Space Center della NASA. Un modulo di atterraggio, un rover e una tramoggia sono stati inviati per esplorare una regione vicina al polo sud lunare (dove potrebbe esserci acqua ghiacciata), oltre a dispiegare un satellite per le comunicazioni nell’orbita della Luna.
Ma la missione trasportava anche qualcosa mai installato prima sulla Luna o in qualsiasi altro posto nello spazio: una rete cellulare 4G perfettamente funzionante.
Le comunicazioni radio punto a punto, che richiedono una linea di vista libera tra le antenne trasmittenti e riceventi, sono sempre state la spina dorsale sia delle comunicazioni di superficie che del collegamento con la Terra sin dal programma Apollo. In passato, utilizzare questo tipo di radio nello spazio non era un grosso problema, perché i punti da collegare non erano mai così tanti. Di solito c’era un solo veicolo spaziale, lander o rover che comunicava con la Terra. E anche la quantità di dati trasmessi era bassa.
“Erano basati su tecnologie [ad altissima frequenza] o [altissima frequenza], che collegavano un piccolo numero di dispositivi con una velocità di trasmissione dati relativamente bassa”, spiega Thierry Klein, presidente di Nokia Bell Labs Solutions Research, che è stato assunto dalla NASA nel 2020 per progettare una rete cellulare per la Luna.
Tuttavia, questo scenario potrebbe cambiare rapidamente: il programma Artemis della NASA prevede di riportare gli astronauti sulla Luna già nel 2028 ed espandere tale presenza in un habitat permanente negli anni ’30.
La transizione dalle comunicazioni prevalentemente punto a punto a un’infrastruttura di rete cellulare completa dovrebbe comportare velocità di trasmissione dei dati più elevate, una migliore portata e un aumento del numero di dispositivi connessi simultaneamente, afferma Klein. Tuttavia, le condizioni estreme dello spazio e della superficie lunare rendono difficile l’uso diretto della tecnologia della rete cellulare terrestre.
Per superare questa sfida, Nokia ha progettato componenti resistenti alle radiazioni, alle temperature estreme e alle intense vibrazioni che si verificano durante il lancio, il volo e l’atterraggio. Tutti questi componenti sono stati integrati in un’unica “rete in una scatola”, che contiene tutto il necessario per una struttura cellulare tranne l’antenna e la fonte di alimentazione.
“Abbiamo l’antenna sul lander, quindi insieme alla scatola forma essenzialmente la stazione base e la torre”, spiega Klein. La scatola sarà alimentata dai pannelli solari del lander.
Durante la missione IM-2, la rete 4G consentirà la comunicazione tra il lander e i due veicoli. Tuttavia, la rete probabilmente funzionerà solo per pochi giorni, poiché è improbabile che i veicoli spaziali sopravvivano alla notte lunare.
Ma Nokia ha in programma una rete cellulare 4G o 5G ancora più ampia, in grado di coprire l’habitat pianificato dal programma Artemis e le aree circostanti. L’azienda sta inoltre lavorando all’integrazione delle comunicazioni cellulari nelle tute spaziali Axiom destinate ai futuri astronauti lunari. “Forse solo una ‘rete in una scatola’, una singola torre, può coprire l’intera area, o forse ne abbiamo bisogno di diverse. Questo non sarebbe molto diverso da quello che vediamo nello spiegamento delle reti cellulari terrestri”, dice Klein. Afferma che la rete dovrebbe crescere insieme alla futura economia lunare.
Non tutti però sono soddisfatti di questa visione. Le reti LTE operano tipicamente tra 700 MHz e 2,6 GHz, una gamma dello spettro delle radiofrequenze che si sovrappone parzialmente alle frequenze riservate alla radioastronomia. La presenza di segnali di questo tipo provenienti dalla Luna potrebbe potenzialmente interferire con le osservazioni scientifiche.
“I telescopi sono più sensibili alla direzione che puntano, verso il cielo”, ha spiegato Chris De Pree, vice responsabile dello spettro presso l’Osservatorio nazionale radioastronomico (NRAO), in una e-mail. I satelliti per le comunicazioni come Starlink finiscono spesso nel campo visivo dei radiotelescopi. Una rete cellulare su larga scala sulla Luna aggiungerebbe ancora più rumore al cielo notturno.
C’è anche un ostacolo normativo da risolvere. Esistono bande radio assegnate a livello internazionale per supportare le missioni lunari e la banda LTE non è tra queste. “L’uso delle frequenze 4G sulla Luna o nella sua orbita viola le norme radio ITU-R”, ha spiegato Harvey Liszt, responsabile dello spettro della NRAO, in una e-mail.
Per implementare legalmente la rete 4G sulla Luna, Nokia ha ricevuto un’esenzione specifica per la missione IM-2. “Per l’impiego permanente, dovremo scegliere una gamma di frequenza diversa”, afferma Klein. “Abbiamo già un elenco di frequenze candidate da considerare.” Anche con questo cambiamento, Klein afferma che la tecnologia della rete lunare di Nokia continuerà a essere compatibile con gli standard terrestri 4G e 5G.
Ciò significa che se portassi il tuo smartphone sulla Luna e in qualche modo sopravvivesse sia al viaggio che alle condizioni estreme dell’ambiente lunare, funzionerebbe sulla Luna nello stesso modo in cui funziona sulla Terra. “Si connetterebbe purché inseriamo il tuo telefono nell’elenco dei dispositivi approvati”, spiega Klein. Tutto ciò di cui avresti bisogno sarebbe una carta SIM lunare.
( fontes: MIT Technology Review )
