توسعه‌ي شبكه‌ي 4G در ماه خبري ناگوار براي نجوم راديويي

با ورود به رصدخانه‌ي جادرل بنك (Jodrell bank)، با اعلاميه‌اي روبه‌رو مي‌شويد كه از بازديدكنندگان درخواست كرده تلفن‌هاي همراه خود را خاموش كنند؛ زيرا تلسكوپ لوول به‌قدري قدرتمند است كه مي‌تواند سيگنال‌هاي تلفن را حتي روي مريخ هم كشف كند. تلسكوپ‌هاي راديويي بسيار حساس هستند. كارل ساگان، ستاره‌شناس افسانه‌اي مي‌گويد:

مقدار انرژي خارج از منظومه‌ي‌‌ شمسي كه تلسكوپ‌هاي راديويي روي زمين دريافت مي‌كنند، كمتر از انرژي حاصل از برخورد يك دانه‌ي برف با زمين است.

مقدار انرژي كل شايد به‌اندازه‌ي چند دانه برف باشد؛ اما بازهم دامنه‌ي سيگنال‌هاي راديويي نجومي بسيار كمتر از سيگنال‌هاي مصنوعي است. در‌صورتي‌كه جادرل بنك بتواند تداخل سيگنال تلفن‌همراه حتي روي مريخ را كشف كند، چگونه مي‌تواند با شبكه‌ي 4G روي ماه كنار بيايد؟

اشكال ساخت شبكه‌ي 4G روي ماه باعث نگراني بسياري از ستاره‌شناسان شده و حالا نوكياي آمريكا بودجه‌ي ۱۴/۱ ميليون دلاري را براي توسعه‌ي اولين شبكه‌ي سلولي روي ماه دريافت كرده است. هدف شبكه‌ي LTE/4G تسهيل قابليت سكونت‌پذيري طولاني‌مدت در ماه و ارائه‌ي امكانات ارتباطي براي بخش‌هاي اصلي مثل ماه‌نوردها و بخش‌هاي هدايت و كنترل است.

تداخل فركانس راديويي (RFI) كابوس ديرينه‌ي ستاره‌شناسان راديويي است. جادرل بنك، اولين رصدخانه‌ي نجوم راديويي در جهان، به‌دليل RFI تأسيس شد. سر برنارد لاول، يكي از پيشتازان نجوم راديويي، متوجه اختلال RFI به‌دليل عبور قطارهاي شهري شد؛ به‌همين‌دليل، پژوهش‌هاي خود را دو هفته به سشاير منتقل كرد و سپس براي هميشه ماندگار شد. از آن زمان، تلسكوپ‌هاي راديويي براي اجتناب از RFI در مناطق دور از شهر ساخته شدند. براي مثال، تلسكوپ SKA‌ (آرايه‌ي كيلومتر‌مربعي) در مناطق دورافتاده‌ي آفريقاي‌جنوبي و استراليا در دست ساخت است. بدين‌ترتيب، بسياري از منابع رايج RFI، از‌جمله تلفن‌هاي همراه و امواج اجاق‌هاي مايكروويو، حذف خواهند شد.

بااين‌حال، تلسكوپ‌هاي راديويي زميني به‌طور‌كامل نمي‌توانند از منابع فضايي RFI مثل ماهواره‌ها يا شبكه‌هاي ارتباطي آينده‌ي ماه اجتناب كنند. RFI را مي‌توان با استفاده از سپر‌هاي محافظتي مناسب و افزايش دقت انتشار سيگنال كاهش داد. ستاره‌شناسان به‌صورت پيوسته در حال توسعه‌ي راهبردهايي براي حذف RFI از داده‌هاي خود هستند؛ اما اين مسئله به‌شدت به نقش شركت‌هاي خصوصي و تضمين محافظت از نجوم راديويي وابسته است.

رؤياي ديرينه‌ي منجمان راديويي ساخت تلسكوپي راديويي در آن سوي ماه است. اين تلسكوپ علاوه‌بر‌اينكه از سيگنال‌هاي زميني در امان است، مي‌تواند ضعيف‌ترين فركانس‌هاي راديويي را رصد كند كه روي زمين تحت‌تأثير يونوسفر جو قرار مي‌گيرند. رصد فركانس‌هاي راديويي ضعيف مي‌تواند به پاسخ به پرسش‌هاي بنيادي درباره‌ي جهان، از‌جمله اولين لحظات پس از بيگ‌بنگ كمك كند. براي مثال، ناسا روي پروژه‌اي سرمايه‌گذاري كرده كه هدف آن تبديل يكي از دهانه‌هاي برخوردي ماه به تلسكوپ راديوي با شبكه‌ي سيمي است.

ناسا با وجود علاقه به پروژه‌هاي راديويي، بايد منافع شركاي تجاري خود را هم تضمين كند. نوكيا يكي از ۱۴ شركت آمريكايي است كه با ناسا در مجموعه‌اي از پروژه‌ها به ارزش بيش از ۳۷۰ ميليون دلار همكاري مي‌كند. يكي از اهداف نوكيا كمك به توسعه‌ي برنامه‌ي آرتميس و بازگشت فضانوردان به ماه تا سال ۲۰۲۴ است.

مشاركت شركت‌هاي خصوصي در فناوري فضايي پديده‌ي جديدي نيست و مزايا و معايب آن مباحثه‌برانگيزاند. يكي از پروژه‌هاي مهم ماهواره‌هاي استارلينك اسپيس ايكس است كه از زمان اولين پرتاب در سال ۲۰۱۹، جنجال زيادي در ميان ستاره‌شناسان به‌پا كرد. بلافاصله‌ پس از پرتاب ماهواره‌هاي استارلينك، تصاويري از تداخل اين ماهواره‌ها و مزاحمت‌ آن‌ها براي اهداف نجومي منتشر شد. ستاره‌شناسان در گذشته نيز با ماهواره‌ها اشكال داشتند؛ اما تعداد و درخشش چشمگير استارلينك بي‌سابقه و پيش‌بيني مدار آن‌ها دشوار است. اين مسائل باعث افزايش نگراني فعالان حوزه‌ي ستاره‌‌شناسي شده است.