NASA en Nokia bouwen 4G-netwerk uit op de maan: hoe ziet dat eruit?

Heel wat landen hebben hun ogen op de maan gericht, dit jaar nog met onbemande missies. In 2025 wil de NASA, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie, met de missie Artemis II astronauten in een baan om de maan brengen. En in 2026 moeten Amerikaanse astronauten voet op de maan zetten. Het doel is om er langere tijd te kunnen blijven, met in de toekomst een permanent bewoonde maanbasis. In een nog verdere toekomst kan de maan zelfs een tussenstation zijn voor missies naar Mars.

Voor het Artemis-programma is allerlei gespecialiseerde technologie en apparatuur nodig. Om die te bekostigen, schreef de NASA de voorbije jaren aanbestedingen voor commerciële partners uit.

Een van de contracten ging naar de Amerikaanse afdeling van de Finse telecomfabrikant Nokia. Hoofdopdracht: "een ultracompact, weinig verbruikend en ruimtebestendig" draadloos 4G-netwerk ontwikkelen.

4G op de maan, jawel. En het is niet enkel de bedoeling om ermee te Whatsappen of filmpjes te streamen. Een goed functionerend draadloos netwerk is voor de NASA van onschatbare waarde voor communicatie tussen astronauten onderling, tussen astronauten en de aarde, en voor wetenschappelijk onderzoek.

Nog dit jaar zou een SpaceX-raket vertrekken met een maanlander van het commerciële ruimtebedrijf Intuitive Machines. Die maanlander moet het 4G-systeem op de zuidpool van de maan installeren. Een exacte datum voor de lancering is er nog niet.

Het 4G-netwerk wordt uitgebouwd door Bell Labs, de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van Nokia. Walt Engelund, plaatsvervangend directeur bij het directoraat ruimtetechnologie van de NASA, gaf aan CNN meer uitleg over hoe het project verloopt.

"De eerste uitdaging om een operationeel netwerk op de maan te krijgen, is het ontwikkelen van mobiele apparatuur die in de ruimte gebruikt kan worden. Het moet voldoen aan de juiste afmetingen, gewicht en stroomvereisten, en moet kunnen worden ingezet zonder een technicus", zegt Engelund. Een al even grote uitdaging is dat het netwerk moet kunnen functioneren in barre omstandigheden op de maan, met extreme temperaturen en straling.

Nokia bouwt met kant- en klare componenten een eenvoudig 4G-basisstation. Dat wordt geïntegreerd in een zeer compact geheel dat door een lander van Intuitive Machines naar de maan gebracht wordt, samen met een passief antennesysteem. Daarnaast zijn er een gebruikersunit en een antenne die signalen uit alle richtingen kan verwerken. Die worden geïntegreerd in een 'rover', een klein robotvoertuigje.

De rover zal automatisch uitgerold worden na de landing op de maan en verbinding maken met de lander. In eerste instantie zal de kwaliteit van de communicatie op een afstand van enkele honderden meters getest worden. Daarna is het bedoeling om de communicatie op een afstand van 2 tot 3 kilometer te testen.

Het systeem wordt uitgerust met software die het mogelijk maakt om het netwerk vanop de aarde te besturen.

Zodra alles functioneel is, moet de maanlander verbinding maken met twee andere rondzwervende maanvoertuigen met een bijzondere missie: zoeken naar ijs. De Lunar Outpost Rover zal het gebied verkennen dat bekendstaat als Shackleton Connecting Ridge, de Micro Nova Hopper zal zich in een krater storten op zoek naar nooit eerder geziene beelden van maanijs van dichtbij.

En dat is niet zonder reden. Wetenschappers hebben bijzondere interesse in maanijs, dat vooral aan de zuidpool in grote hoeveelheden aanwezig zou zijn. Daarvan kan mogelijk drinkwater gemaakt worden, misschien wel zuurstof, of zelfs raketbrandstof. Dat alles zou niet alleen permanente bewoning op de maan mogelijk maken, maar je zou van de maan missies naar bijvoorbeeld Mars kunnen lanceren.

Als Nokia er door het 4G-netwerk in slaagt om beelden van ijs vrijwel in realtime naar de lander en vervolgens naar de aarde te sturen, kan het bedrijf dus mee geschiedenis helpen schrijven.

Ook voor communicatie is 4G van groot belang. Momenteel praten astronauten met elkaar via de radio, maar de NASA wil een systeem dat video- en wetenschappelijke gegevens met hoge resolutie kan ondersteunen. Vooral nu de Artemis-missies geavanceerder worden.

"Kunnen communiceren op de maan is cruciaal voor Artemis – net zo cruciaal als elk ander element zoals stroom, water om te drinken en lucht om te ademen", zegt Walt Engelund. "Uiteindelijk zal dit een communicatienetwerk helpen opzetten dat onze astronauten de mogelijkheid kan geven om wetenschappelijke gegevens door te zenden, te overleggen met de missiecontrole en met hun families te praten, alsof ze met hun mobiele telefoon over straat lopen."

Het zou volgens de NASA de basis kunnen leggen voor een internet in de ruimte dat niet veel verschilt van dat van de aarde. Mensen die lange tijd in de ruimte zullen verblijven, kunnen dan smartphones gebruiken die toegang hebben tot alle apps en diensten die mensen op aarde ook hebben.