Создание первой мобильной сети на Луне важно не только как технологический эксперимент. В долгосрочной перспективе связь должна стать частью инфраструктуры, без которой невозможно постоянное присутствие человека за пределами Земли.
Если первая система Nokia подтвердит работоспособность в лунных условиях, следующий этап будет заключаться уже не в соединении нескольких аппаратов, а в создании полноценной коммуникационной среды для посадочных модулей, научных станций, роботов и будущих экипажей.
По сути, речь идет о первых элементах будущего лунного интернета.
И его экономическое значение может оказаться гораздо масштабнее, чем кажется сегодня.
От одной базовой станции к интернету на Луне
Первая сеть будет сравнительно небольшой. Ее задача — доказать, что коммерческие технологии мобильной связи способны работать за пределами Земли.
Но архитектура проекта принципиально отличается от традиционной космической радиосвязи.
Вместо разработки отдельного коммуникационного решения для каждого аппарата NASA и Nokia фактически пытаются перенести на Луну принцип, который уже используется на Земле: создать общую сеть, к которой могут подключаться различные устройства.
В будущем такой подход позволит объединять луноходы, научные приборы, посадочные аппараты и жилые модули.
Для космических миссий это серьезное изменение.
Каждому новому аппарату потенциально больше не потребуется полностью самостоятельная коммуникационная инфраструктура. Он сможет подключаться к уже существующей сети — примерно так же, как смартфон, автомобиль или промышленный датчик подключаются к мобильной инфраструктуре на Земле.
Именно поэтому эксперимент с 4G следует рассматривать не столько как попытку «поставить мобильную связь на Луне», сколько как испытание архитектуры будущей цифровой инфраструктуры.
Зачем астронавтам широкополосная связь
По мере усложнения программы Artemis резко увеличится объем информации, который необходимо передавать между людьми, роботами и Землей.
Традиционной голосовой связи будет недостаточно.
Будущим экипажам потребуется передавать видео высокой четкости, научные результаты, медицинские данные, телеметрию, карты местности и информацию от автономных аппаратов.
Особенно важной станет связь между объектами непосредственно на поверхности Луны.
Представим базу, расположенную около южного полюса. В нескольких километрах от нее работают геологические роботы. Еще дальше находится аппарат, исследующий постоянно затененный кратер. Одновременно астронавты выполняют работы за пределами жилого модуля.
Все эти элементы должны постоянно обмениваться информацией.
Поэтому NASA рассматривает связь как инфраструктуру, сопоставимую по значимости с энергетикой и системами жизнеобеспечения.
Без надежной передачи данных невозможно эффективно управлять сложной лунной базой.
Смартфоны на Луне уже не выглядят фантастикой
Один из наиболее любопытных долгосрочных сценариев — использование привычных персональных устройств.
Если на Луне появится стандартизированная мобильная инфраструктура, экипажам теоретически не потребуется специализированный радиотерминал для каждой повседневной операции.
Модифицированные смартфоны, планшеты и носимые устройства смогут подключаться к локальной сети.
Это откроет возможности для видеосвязи, навигации, передачи медицинских показателей и удаленного управления оборудованием.
Конечно, обычный смартфон нельзя просто доставить на поверхность Луны и ожидать от него нормальной работы. Температурные перепады, радиация, вакуум и лунная пыль требуют специальной защиты электроники.
Однако сама программная и коммуникационная архитектура может быть основана на хорошо отработанных земных стандартах.
В перспективе это существенно снизит стоимость разработки космических систем.
Почему DARPA говорит о будущей лунной экономике
Проект интересует не только NASA.
Американское Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны — DARPA — также рассматривает телекоммуникации как один из фундаментальных элементов будущей деятельности на Луне.
Nokia привлекалась к разработке концепций коммуникационной инфраструктуры, которая потенциально должна стать частью более широкой экономической экосистемы.
Логика проста: экономика не может существовать без инфраструктуры.
На Земле промышленным центрам необходимы дороги, электроэнергия, вода и телекоммуникации. На Луне требования будут практически теми же, хотя технические решения окажутся совершенно другими.
Если в будущем начнется коммерческая добыча ресурсов, строительство баз или регулярная транспортировка грузов, всем участникам потребуется надежный обмен данными.
Это касается автономной техники, логистических аппаратов, энергетических систем и оборудования для переработки сырья.
Поэтому борьба за создание стандартов лунной связи может иметь стратегическое значение.
Компания, чьи технологии окажутся частью первоначальной инфраструктуры, потенциально получит сильные позиции на совершенно новом рынке.
Лед может стать основой экономики Луны
Особое значение имеет поиск водяного льда.
Предполагаемые залежи около южного полюса интересуют космические агентства не только потому, что вода необходима людям.
Воду можно разделить на водород и кислород. Эти компоненты потенциально могут использоваться для производства ракетного топлива.
Если технология добычи и переработки окажется экономически жизнеспособной, Луна теоретически сможет превратиться в промежуточный транспортный узел для дальних космических экспедиций.
Запуск любого килограмма груза с Земли требует значительных энергетических затрат. Использование ресурсов, уже находящихся в космосе, способно изменить эту экономику.
Именно здесь становится понятна связь между льдом, роботами и 4G.
Сначала необходимо обнаружить ресурс. Затем оценить его объем и доступность. После этого — организовать добычу, переработку и транспортировку.
Практически на каждом этапе потребуются автономные машины, обменивающиеся огромным количеством данных.
Коммуникационная сеть становится цифровой нервной системой этой инфраструктуры.
Почему проект важен для Nokia
Для Nokia участие в программе имеет значение далеко за пределами космической индустрии.
Луна представляет собой один из самых жестких испытательных полигонов, которые вообще можно представить.
Оборудование должно пережить запуск ракеты, вибрацию, перелет, посадку, вакуум, радиацию и экстремальные температурные условия.
Кроме того, сеть должна развернуться и функционировать практически без обслуживания человеком.
Если компактное телекоммуникационное оборудование успешно пройдет подобное испытание, полученные технологии можно будет применять и на Земле.
Например, на нефтегазовых платформах, шахтах, в пустынях, полярных регионах, зонах стихийных бедствий и удаленных промышленных объектах.
Особенно перспективны автономные сети, которые можно быстро доставить на место и запустить при минимальном участии специалистов.
Таким образом, космический эксперимент способен привести к появлению вполне земных коммерческих продуктов.
Космос становится рынком для телекоммуникационных компаний
До недавнего времени телекоммуникационная отрасль почти полностью ограничивалась Землей. Даже спутниковая связь в основном была способом соединить наземных пользователей.
Ситуация меняется.
Постоянное присутствие людей и роботизированных систем на Луне потребует собственной телекоммуникационной инфраструктуры.
Вслед за связью появится спрос на облачные вычисления, локальные центры обработки данных, навигацию, кибербезопасность и программное обеспечение для автономного управления.
Фактически на Луне придется заново построить значительную часть цифровой инфраструктуры, которую человечество создало на Земле за последние несколько десятилетий.
Именно поэтому сегодняшние относительно небольшие экспериментальные контракты могут иметь непропорционально большое стратегическое значение.
Компании получают возможность не просто поставить оборудование NASA, а участвовать в формировании технических стандартов будущего рынка.
4G — только первый этап
Использование LTE не означает, что будущая Луна навсегда останется на технологии четвертого поколения.
Напротив, 4G удобна именно как первая ступень.
Стандарт зрелый, надежный, энергоэффективный и поддерживает огромное количество существующих компонентов.
Если эксперимент подтвердит жизнеспособность концепции, последующие сети смогут использовать 5G и технологии следующих поколений.
При этом требования к лунной связи будут отличаться от земных.
На Земле операторы оптимизируют сети прежде всего для миллионов пользователей. На Луне пользователей первоначально будет мало, зато огромное значение приобретут дальность, надежность, автономность и минимальное энергопотребление.
Поэтому будущая лунная мобильная сеть, вероятно, будет представлять собой специализированную разновидность привычных земных технологий.
Следующий шаг — связь между Луной и Землей
Локальная мобильная сеть решает только часть проблемы.
Информация от астронавтов и роботов все равно должна передаваться на Землю.
По мере увеличения количества миссий потребуется гораздо более масштабная архитектура, объединяющая поверхностные сети со спутниками на лунной орбите и наземными станциями.
В перспективе можно представить многоуровневую систему: локальные сети обслуживают отдельные районы и базы, орбитальные аппараты выполняют функцию ретрансляторов, а магистральные каналы обеспечивают связь с Землей.
По своей логике такая система действительно начинает напоминать интернет.
Разница заключается лишь в том, что расстояние между отдельными узлами измеряется уже сотнями тысяч километров.
Кто будет контролировать интернет на Луне
По мере коммерциализации космоса появится еще один важный вопрос — кому будет принадлежать коммуникационная инфраструктура.
На раннем этапе основными заказчиками останутся государственные агентства. Однако если количество частных миссий увеличится, возникнет спрос на коммерческие услуги связи.
Оператор потенциально сможет продавать пропускную способность исследовательским компаниям, роботизированным миссиям, добывающим предприятиям и туристическим проектам.
Таким образом, в перспективе на Луне может сформироваться рынок, похожий одновременно на земные телекоммуникации, спутниковую связь и облачную инфраструктуру.
Однако пока это сценарий, а не сложившаяся бизнес-модель. Для его реализации необходимо доказать возможность долговременной эксплуатации оборудования, снизить стоимость доставки и создать устойчивый спрос со стороны большого количества миссий.
Космическая экономика начинается с инфраструктуры
Главное значение проекта NASA и Nokia заключается именно в этом.
Освоение Луны невозможно свести к отдельным посадкам астронавтов.
Для постоянного присутствия потребуется полноценная инфраструктура: энергия, связь, навигация, транспорт, системы жизнеобеспечения, ремонтные мощности и доступ к местным ресурсам.
Мобильная сеть — только один элемент этой системы, но без нее остальные элементы будет сложно объединить.
Поэтому первый успешный обмен данными через лунную сеть может оказаться значительно более важным событием, чем кажется на первый взгляд.
Когда-то мобильная связь начиналась с громоздких устройств и небольшого числа пользователей. Сегодня она обслуживает миллиарды людей и стала фундаментом цифровой экономики.
На Луне этот путь только начинается.
Итог
Проект NASA и Nokia показывает, как меняется сама логика освоения космоса. Государственные агентства постепенно переходят от отдельных экспедиций к созданию инфраструктуры, рассчитанной на многолетнее использование людьми, роботами и коммерческими компаниями.
Первая сеть 4G не превратит Луну в полноценную цифровую экономику за одну миссию. Но она должна проверить фундаментальный принцип: можно ли перенести стандартизированную мобильную инфраструктуру за пределы Земли и использовать ее как основу для множества различных систем.
Если ответ окажется положительным, следующим этапом станет масштабирование — новые базовые станции, орбитальные ретрансляторы, более быстрые стандарты связи и объединение различных миссий в единую коммуникационную среду.
И тогда выражение «интернет на Луне» перестанет быть футуристической метафорой и станет описанием реальной инфраструктуры, необходимой для следующего этапа освоения космоса.
Читайте больше материалов в разделе Технологии