Trong một bước tiến đáng kể cho công nghệ không gian, Nokia gần đây đã đạt được một cột mốc lịch sử khi đưa mạng di động 4G LTE đầu tiên lên Mặt Trăng. Tuy nhiên, những giấc mơ về cuộc gọi xuyên vũ trụ vẫn chưa thể thực hiện ngay lập tức.
Sứ mệnh IM-2: Khởi đầu đầy thách thức
Vào ngày 6 tháng 3, Nokia đã lên kế hoạch triển khai mạng 4G LTE trên một khu vực nhỏ của Mặt Trăng thông qua sứ mệnh IM-2. Mục đích ban đầu là cung cấp kết nối cho nhiều tàu thám hiểm và chuẩn bị nền tảng cho sứ mệnh Artemis III vào năm 2027 - sứ mệnh đưa con người lên Mặt Trăng đầu tiên sau hơn 50 năm kể từ năm 1972.
Tuy nhiên, sứ mệnh đã gặp trở ngại khi tàu đổ bộ Athena của Intuitive Machines hạ cánh nghiêng và cách vị trí dự định khoảng 250 mét tại cực nam Mặt Trăng. Định hướng của các tấm pin mặt trời, hướng mặt trời và nhiệt độ lạnh trong miệng hố mà tàu hạ cánh đã khiến Athena không thể sạc lại pin. Kết quả là, toàn bộ nhiệm vụ đã phải kết thúc sớm vào ngày 7 tháng 3.
Theo kế hoạch ban đầu, vài giờ sau khi hạ cánh và sau khi kiểm tra hệ thống, cửa nhà để xe của Athena sẽ mở ra và các phương tiện trên tàu sẽ được thả ra. Sau khi di chuyển trên bề mặt Mặt Trăng, các tàu thám hiểm sẽ mở rộng ăng-ten và kết nối với mạng. Bên trong Athena là thiết bị "Network in a Box" (NIB) của Nokia - một hệ thống nhỏ gọn tích hợp đài phát sóng, trạm gốc, định tuyến và lõi mạng.
Một trong những phương tiện này là Micro Nova Hopper, biệt danh Grace, từ Intuitive Machines - được thiết kế để nhảy vào một miệng hố Mặt Trăng vĩnh viễn bị che khuất để chụp ảnh và ghi nhận, tìm kiếm dấu hiệu tiềm năng của băng nước.
Bất kỳ dữ liệu nào thu thập được sẽ được chuyển trở lại NIB trên Athena, sau đó sẽ chuyển về Trái Đất thông qua liên kết vệ tinh đường dài. Trong trường hợp điều khiển từ xa, lệnh từ trung tâm điều khiển tại Colorado sẽ đi qua dịch vụ truyền dữ liệu trực tiếp của Intuitive Machine đến Athena và phân tán qua mạng 4G.
"Network in a Box": Mạng 4G đầu tiên trên Mặt Trăng
Mặc dù không thể triển khai đầy đủ theo kế hoạch, Nokia vẫn tự hào tuyên bố đã "cung cấp mạng di động đầu tiên lên mặt trăng" vì họ đã "xác nhận được các khía cạnh hoạt động chính của mạng".
Theo John Dow, Giám đốc quản lý của Hệ thống Truyền thông Không gian tại Nokia Bell Labs, NIB đã khởi động thành công, nhận lệnh và truyền dữ liệu về trạm mặt đất của Intuitive Machines trên Trái Đất. Tất cả các thành phần hệ thống đều hoạt động đầy đủ, nhưng chỉ trực tuyến được khoảng 25 phút cho đến khi hết pin. Nokia đã lên kế hoạch thực hiện cuộc gọi di động đầu tiên trên Mặt Trăng với các tàu thám hiểm, nhưng những phương tiện này đã không được triển khai.
Mặc dù công nghệ 4G LTE giống như trên Trái Đất, Hệ thống Truyền thông Bề mặt Mặt Trăng của Nokia đã được tối ưu hóa cho du hành không gian, với nhiều hệ thống dự phòng để khắc phục các lỗi phần cứng hoặc điện tử tiềm ẩn. Các thành phần của Nokia đã được thay thế bằng vật liệu nhẹ hơn khi có thể. Ví dụ, công ty đã thay thế bộ lọc khoang nặng bằng giải pháp gốm, giảm trọng lượng xuống năm lần.
Nokia cũng thiết kế giải pháp quản lý nhiệt xử lý "nhiệt dư thừa thông qua dẫn nhiệt và bức xạ" vì không thể sử dụng đối lưu phụ thuộc vào khí quyển như trong thiết bị điện tử trên Trái Đất.
Tương lai của truyền thông trên Mặt Trăng
NIB 4G này có tuổi thọ ngắn hơn dự kiến, nhưng ngay cả khi nhiệm vụ thành công, NIB vẫn chỉ duy trì trong thời gian ngắn. Dow cho biết nó không được thiết kế để tồn tại qua đêm Mặt Trăng khắc nghiệt, bắt đầu sau khoảng 9 ngày (một ngày và một đêm Mặt Trăng tương đương với khoảng 14 ngày Trái Đất). Trên thực tế, toàn bộ nhiệm vụ IM-2 được lên kế hoạch kết thúc vào thời điểm này.
Đối với sứ mệnh Artemis III, mạng và mô-đun trong bộ đồ không gian sẽ được xây dựng để chịu được nhiệt độ cực đoan của Mặt Trăng, có thể nóng tới 250 độ F hoặc lạnh tới -208 độ F.
Về lâu dài, mục tiêu là thiết lập các trạm gốc cố định. "Một khi bạn có kết nối mạnh mẽ, bạn có thể thấy cách bạn có thể có cơ sở hạ tầng cơ bản để hỗ trợ tất cả tầm nhìn mà mọi người nói đến," Dow nói. "Cuối cùng, nó sẽ đến mức bạn không còn phải mang theo mạng, bạn chỉ cần mang theo thiết bị vì mạng đã có sẵn ở đó."
Nguyễn Hải