Nokia的4G網路將成為月球任務的遊戲改變者

這是一篇來賓文章。這裡表達的觀點是作者自己的，並不一定代表 IEEE Spectrum、IEEE 協會或 IEEE 的立場。

雖然現在似乎有很多人對探索火星感興趣，但許多人不知道月球在前往紅色星球的過程中是多麼重要。許多國家正在投資於商業太空計畫，並建立月球經濟。

在接下來的 20 年內，預計會有大量的太空任務，其中約一半是國家任務，另一半是私營資金支持的商業任務。這些任務將比 1960 和 1970 年代的阿波羅計畫更為廣泛。計畫不再只是短暫的訪問和插旗，而是要在月球上建立更持久的存在。探索建立半永久基地、進行科學實驗、採礦和資源利用的可能性。

要實現這些雄心勃勃的目標，先進的通訊系統是至關重要的。這不僅僅是宇航員在社交媒體上分享照片，而是要促進複雜的操作，使協作無縫進行，並支持科學進步和經濟活動。

我想深入探討電信產業與太空探索之間的合作。電信產業在網路技術方面的專業知識為太空任務開啟了許多未開發的可能性。

我與 IEEE 會士 Thierry E. Klein 進行了交談，他是 Nokia Bell Labs 的戰略夥伴關係副總裁，該公司與 NASA 和 Intuitive Machines 一起建設了月球上的第一個行動通訊網路。我已經關注這個項目一年半了。

Klein 是網路技術的專家。Bell Labs 在電信領域有著悠久的創新歷史，並在改變地球上的通信方面發揮了重要作用。該公司現在準備調整和定制技術以適應月球任務。

IM-2 任務的著陸器（名為雅典娜 (Athena)），於 2 月 26 日發射，據信於 3 月 6 日在月球南極的沙克爾頓隕石坑附近著陸，這是一個在尋找水和冰方面具有科學意義的區域。Nokia 的月球表面通信系統正在雅典娜上部署，與任務中的其他有效載荷連接。其中一個有效載荷是一個探測車，用於探索月球表面，並通過 Nokia 的 4G 網路與著陸器進行通信。另一個有效載荷是一個設計用於進入隕石坑並尋找水和冰的跳躍器。Nokia 旨在展示其通信技術的有效性，並支持科學相關的任務。（截至 3 月 7 日，任務團隊報告該太空船可能以不正確的方向著陸。）

月球環境的挑戰

Nokia 在月球上的任務是一個技術示範，向 NASA 和太空產業展示電信技術可以在月球上有效部署、運行和執行。Nokia 將一個商業現成產品調整以適應月球環境，並進行定制和整合，以滿足月球任務的需求。Klein 說，該公司減少了網路元件的大小、重量和功耗，並調整了網路以適應月球環境。

太空產業主要依賴超高頻 (UHF) 技術和衛星通信，但 Nokia 希望驗證並證明其電信技術在月球任務中的適應性。

Klein 說，這次任務專注於展示行動通訊技術如何在極端環境中運作。IM-2 在月球白天發射——這帶來了一些挑戰，特別是在熱管理方面。設備不預期能在月球夜晚的惡劣條件下存活。

為了解決這個問題，Nokia 開發了散熱器設計，以確保技術保持運行。

Klein 說，另一個重大挑戰是輻射。並非所有元件都完全抗輻射，但 Nokia 實施了防護和可靠性的策略，包括雙硬體冗餘系統和自動檢測及重啟故障設備的軟體能力。

設備經過廣泛測試，以承受發射和著陸的機械壓力。Klein 說，震動、衝擊和加速度測試是開發過程中的關鍵組成部分。

Klein 說，為了應對溫度極端、輻射和物流的挑戰，已經在測試環境中進行了大量努力來模擬月球條件。這包括與 NASA 的合作，以對齊無線電頻率傳播模型，確保對月球表面網路性能的準確預測。

Nokia 在包括加那利群島的富埃特文圖拉和科羅拉多州的山區等火山景觀地區進行了測試運行。這些模擬旨在模擬月球面臨的挑戰，讓 Nokia 能夠根據實際數據校準其模型。

Klein 承認，當技術在月球上運行時，可能會面臨意想不到的挑戰。他說，真正的考驗將是當公司能夠用來自月球表面的實際測量來驗證其模型時。

Klein 說，自 2018 年以來，Nokia 一直在探索在極端環境中部署網路，目標是解決困難的技術問題，並相信先進的通信能力對太空任務至關重要。

Klein 強調，探索月球及其他地方需要強大的通信。他描述了一個未來月球經濟的願景，依賴於先進的通信技術。他說，利用現有的 5G 能力對這些努力至關重要。

Nokia 的月球通信項目的進展代表了太空探索技術的重大進步。在月球上整合先進的通信系統將增強我們對月球條件的理解，並支持未來的探索任務。

我期待看到這些技術在實際環境中的表現，以及由此帶來的發現。

我堅信，電信產業在網路技術方面的專業知識可以在推進太空探索和促進月球經濟的增長中發揮重要作用。