4G/LTE-Mikrofunkzelle für extreme Bedingungen Nokia bringt Mobilfunk auf den Mond

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Extreme Temperaturen, Strahlung und eine unwirtliche Umwelt: Für Mobilfunk auf dem Mond oder dem Mars sind die Voraussetzungen alles andere als gut. Doch genau für solche Umgebungen hat Nokia Bell Labs eine 4G/LTE-Mobilfunkzelle entwickelt.

Der Mond ist wieder in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Leider auch vor dem Hintergrund geopolitischer Entscheidungen der Großmächte. Die wissenschaftliche Seite kommt dabei allerdings zu kurz. So engagiert sich Nokia gemeinsam mit Partnern in der so genannten Tipping-Point-Initiative der NASA. In dieser Initiative evaluieren die Partner industrielle Raumfahrttechnologien, die die kommerzielle Raumfahrt und zukünftige NASA-Missionen unterstützen sollen. Im Rahmen der unbemannten Mondmission IM-2, die derzeit für ein dreimonatiges Zeitfenster ab November 2023 geplant ist und am Südpol des Mondes landen soll, arbeitet Nokia beispielsweise mit den Firmen Intuitive Machines und Lunar Outpost zusammen.

Für die Mission hat Nokia Bell Labs eine energieeffiziente, kompakte und weltraumtaugliche Version seiner 4G/LTE-Mikrofunkzelle entwickelt. Sie ist speziell für die Reise zum Mond und die extremen Temperatur-, Strahlungs- und Umweltbedingungen auf der Mondoberfläche ausgelegt. Die IM-2-Mission startet vom Kennedy Space Center der NASA in Cape Canaveral. Eine SpaceX-Falcon-9-Rakete wird den Nova-C Lander auf eine direkte Flugbahn zum Mond bringen. Nach einer fünftägigen Reise wird der Nova-C-Lander den Mond mehrmals umkreisen. Dann zündet der Lander erneut seine Triebwerke, um kontrolliert auf der Mondoberfläche zu landen. Ziel ist der Shackleton Connecting Ridge am Südpol des Mondes.

Eine direkte Funkverbindung zur Erde

Das 4G/LTE-Netz auf dem Mond wird aus zwei Hauptkomponenten bestehen. Die erste ist die Basisstation, die in das Raumfahrzeug Nova-C Lander integriert wird und als Mobilfunkstandort für das Netz auf dem Mond dient. Die zweite Komponente ist die Funkausrüstung, die auf zwei Mondfahrzeugen installiert wird: der Mobile Autonomous Prospecting Platform (MAPP), einem Rover von Lunar Outpost, und dem Lander Micro-Nova von Intuitive Machines.

Zusammen bilden diese Funkkomponenten ein Netz, über das die Fahrzeuge und der Nova-C-Lander miteinander kommunizieren können. Darüber hinaus wird es eine leistungsstarke Funkverbindung direkt zur Erde geben, um Daten und Bilder zu übertragen und die Fernsteuerung der Fahrzeuge über das Mobilfunknetz zu ermöglichen.

Bemannte und unbemannte Missionen zu Mond und Mars

Die während der IM-2-Mission gesammelten Daten sollen einen ersten Einblick in eine Schlüsselregion des Mondes geben und den Weg für zukünftige bemannte Artemis-Missionen ebnen. Nokia will zeigen, dass mit der Mobilfunktechnik die notwendige Konnektivität für zukünftige bemannte und unbemannte Missionen zu Mond und Mars bieten können. Astronautinnen und Astronauten werden dann Zugang zu Sprach-, Video- und Datenkommunikation sowie zu telemetrischen und biometrischen Daten haben.

Für ihre Forschungen müssen sie auf riesige Sensornetzwerke zugreifen, wissenschaftliche Experimente durchführen und Roboter und andere Maschinen fernsteuern können. All diese Anwendungen benötigen ein robustes Netz. Und wer weiß: Vielleicht werden schon bald die ersten Bilder vom Eis auf dem Mond über das Nokia-Netz zur Erde übertragen?

Mobilfunknetze auf Mond und Mars?

Mit der Tipping-Point-Initiative läutet die NASA eine Ära öffentlich-privater Partnerschaften ein, um die Entwicklung von Raumfahrttechniken voranzutreiben. Die entwickelten Techniken sollen bei den bemannten Artemis-Missionen zum Einsatz kommen, die eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond als Vorbereitung für künftige bemannte Expeditionen zum Mars ermöglichen sollen. So können Nokia und andere Unternehmen auch an der künftigen Weltraumwirtschaft teilhaben.

So wie Kommunikation und Netzwerke ein wesentlicher Bestandteil der Wirtschaft auf der Erde sind, werden sie es auch auf dem Mond und perspektivisch auf dem Mars sein. Mobilfunknetze werden Sensoren, Transportfahrzeuge, Experimente, Forschungsdrohnen und Rover miteinander verbinden. Über Mobilfunknetze können auch lebenswichtige Maschinen wie Bergbau- und Baumaschinen ferngesteuert werden. Und die Netze werden Geräte wie Tablets, Laptops und Wearables miteinander verbinden. Eines Tages könnten Astronauten sogar ihre Smartphones mit in den Weltraum nehmen und sie theoretisch genauso nutzen wie auf der Erde.

Einige Erkenntnisse lassen sich direkt auf die Erde übertragen: Denn die Mondoberfläche ist eine unwirtliche Umgebung: keine Atmosphäre, kein Schutz vor kosmischer Strahlung und Temperaturen, die bis zu 300 °C schwanken können. Wer hier ein funktionierendes Netzwerk aufbauen kann, der kann auch ein Netzwerk aufbauen, das in den extremsten Umgebungen auf der Erde funktioniert.

Der Weltraum ist kein Neuland

Für Nokia Bell Labs hat die Erforschung des Weltraums lange Tradition. IM-2 ist nur das jüngste Beispiel in der langen Geschichte der Zusammenarbeit von Bell Labs mit Partnern bei der Erforschung des Weltraums. So arbeitete Nokia bereits 1962 mit der NASA zusammen, um einen der ersten Kommunikationssatelliten der Welt, Telstar 1, in den Orbit zu bringen. Nokia lieferte auch Technologie für alle bemannten US-Raumfahrtprogramme von Mercury bis Apollo. Und 1964 machten zwei Forscher der Bell Labs, Arno Penzias und Bob Wilson, die entscheidende Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, die vom Urknall übrig geblieben war.

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