Et 4G-netværk på månen er dårlige nyheder for radioastronomi

Når du kører ned ad vejen, der fører til Jodrell Bank Observatory, et skilt beder besøgende om at slukke deres mobiltelefoner, at Lovell-teleskopet er så kraftigt, at det kunne registrere et telefonsignal på Mars.

Radioteleskoper er designet til at være utrolig følsomme. For at citere den legendariske astronom Carl Sagan, "Den samlede mængde energi uden for solsystemet, der nogensinde er modtaget af alle radioteleskoper på planeten Jorden, er mindre end energien fra et enkelt snefnug, der rammer jorden."

Den samlede energi nu er sandsynligvis et par snefnug værd, men ikke desto mindre er det stadig sandt, at astronomiske radiosignaler typisk er mindre end kunstige. Hvis Jodrell Bank kunne opfange interferens fra et telefonsignal på Mars, hvordan ville det klare sig med et helt 4G-netværk på Månen?

Det er det spørgsmål, der bekymrer astronomer som mig, nu hvor Nokia of America er blevet tildelt 14,1 mio. USD (10,8 mio. GBP) for udviklingen af ​​det første mobilnetværk nogensinde på Månen. LTE/4G-netværket vil sigte mod at lette langsigtet månens beboelighed, at levere kommunikation til nøgleaspekter såsom måne-rovere og navigation.

Netværksinterferens

Radiofrekvensinterferens (RFI) er radioastronomernes langsigtede nemesis. Jodrell Bank - det tidligste radioastronomiske observatorium i verden, der stadig eksisterer - blev oprettet på grund af RFI. Sir Bernard Lovell, en af ​​radioastronomiens pionerer, fandt sit arbejde i Manchester hæmmet af RFI fra at passere sporvogne i byen, og han overtalte universitetets botaniske afdeling til at lade ham flytte til deres felter i Cheshire i to uger (han rejste aldrig).

Siden da, radioteleskoper er blevet bygget mere og mere fjernt i et forsøg på at undgå RFI, med det kommende Square Kilometer Array (SKA) teleskop, der bygges på tværs af fjerntliggende områder i Sydafrika og Australien. Dette hjælper med at fjerne mange almindelige kilder til RFI, herunder mobiltelefoner og mikrobølgeovne. Imidlertid, jordbaserede radioteleskoper kan ikke helt undgå rumbaserede kilder til RFI såsom satellitter - eller et fremtidigt månens telekommunikationsnetværk.

RFI kan afbødes ved kilden med passende afskærmning og præcision i udsendelsen af ​​signaler. Astronomer udvikler konstant strategier til at skære RFI fra deres data. Men dette afhænger i stigende grad af private virksomheders velvilje for at sikre, at i det mindste nogle radiofrekvenser er beskyttet til astronomi.

En langsigtet drøm for mange radioastronomer ville være at have et radioteleskop på den anden side af Månen. Ud over at være afskærmet mod jordbaserede signaler, det ville også være i stand til at observere ved de laveste radiofrekvenser, som på Jorden er særligt påvirket af en del af atmosfæren kaldet ionosfæren. Observation ved lave radiofrekvenser kan hjælpe med at besvare grundlæggende spørgsmål om universet, såsom hvordan det var i de første øjeblikke efter det store brag.

Den videnskabelige sag er allerede blevet anerkendt med Holland-Kina Low Frequency Explorer, et teleskop genbrugt fra Queqiao-relæsatellitten sendt til Månen i Chang'e 4-missionen. NASA har også finansieret et projekt om gennemførligheden af ​​at omdanne et månekrater til et radioteleskop med en foring af trådnet.

Det er ikke kun 4G

På trods af sin interesse for disse radioprojekter, NASA har også sine øjne kommercielle partnerskaber. Nokia er blot en af ​​14 amerikanske virksomheder, NASA arbejder med i et nyt sæt af partnerskaber, mere end 370 mio. USD værd, for udviklingen af ​​dets Artemis-program, som sigter mod at returnere astronauter til Månen i 2024.

Private virksomheders involvering i rumteknologi er ikke ny. Og ret og uret har længe været diskuteret. SpaceX's Starlink-satellitter har muligvis trukket mest opmærksomhed, hvilket vakte opsigt blandt astronomer efter deres første store opsendelse i 2019.

Billeder begyndte hurtigt at dukke op med spor af Starlink-satellitter, der skar på tværs af dem - ofte slørede eller overstrålede de oprindelige astronomiske mål.

Astronomer har været nødt til at beskæftige sig med satellitter i lang tid, men Starlinks tal og lysstyrke er uden fortilfælde, og deres kredsløb er svære at forudsige. Disse bekymringer gælder for alle, der beskæftiger sig med jordbaseret astronomi, om de bruger et optisk eller et radioteleskop.

En nylig analyse af satellitpåvirkning på radioastronomi blev udgivet af SKA-organisationen, som udvikler den næste generation af radioteleskopteknologi til Square Kilometer Array. Den beregnede, at SKA-teleskoperne ville være 70 % mindre følsomme i det radiobånd, som Starlink bruger til kommunikation, forudsat et endeligt antal på 6, 400 Starlink-satellitter.

Efterhånden som rummet bliver mere og mere kommercialiseret, himlen fyldes med en stigende mængde teknologi. Derfor har det aldrig været vigtigere at have regler, der beskytter astronomi. For at sikre, at når vi tager yderligere skridt ud i rummet, vi vil stadig være i stand til at se på det fra vores hjem på Jorden.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.