Будущие лунные экспедиции смогут пользоваться собственной инфраструктурой связи и электроснабжения, не доставляя на спутник Земли отдельное оборудование для каждой миссии. Американская космическая компания Astrolab представила проект LUMIS (Lunar Utility Module for Industrial Services) — сеть автономных станций, которые обеспечат лунную технику и астронавтов электричеством, Wi-Fi, связью 5G и вычислительными ресурсами. Первую установку планируют доставить на поверхность Луны в 2028 году в рамках коммерческой миссии с использованием корабля Starship компании SpaceX.
Каждый узел LUMIS будет выполнять сразу несколько функций: собирать солнечную энергию, накапливать ее в аккумуляторах, обеспечивать беспроводную связь и обрабатывать данные непосредственно на Луне. Конструкция предусматривает вертикальную солнечную башню, батареи, антенны, радиопередатчики и бортовые вычислительные системы.
В отличие от обычных телекоммуникационных вышек, эти установки предназначены не только для передачи информации. Они станут многофункциональными энергетическими и коммуникационными центрами, к которым смогут подключаться исследовательские аппараты, роботизированные роверы и оборудование будущих лунных баз.
Astrolab раскрыла следующие ориентиры развития системы:
- первые демонстрационные станции должны обеспечивать генерацию мощностью около 2 кВт;
- в последующих версиях показатель планируют увеличить до 20 кВт на один узел;
- объединенная инфраструктура из нескольких установок сможет обеспечивать мощность более 100 кВт;
- запас энергии должен позволять оборудованию работать более 400 часов без постоянного поступления солнечного света;
- для связи между удаленными станциями предусмотрены специальные каналы передачи данных.
Локальное оборудование сможет использовать Wi-Fi и 5G, тогда как для обмена информацией между удаленными узлами предусмотрены отдельные радиоканалы. Благодаря этому станции смогут формировать единую коммуникационную инфраструктуру и передавать данные от участков поверхности, которые не имеют прямой видимости Земли.
Станции будут перемещать роботизированные роверы
Одна из наиболее интересных особенностей LUMIS заключается в мобильности. Станции не обязательно останутся в местах первоначальной посадки космических аппаратов. Astrolab собирается использовать собственные роботизированные роверы FLEX, чтобы перевозить оборудование в районы с более благоприятными условиями освещения и радиосвязи.
Это особенно важно для южного полюса Луны, который рассматривается как перспективный район для будущих исследовательских экспедиций и строительства постоянных баз. Из-за сложного рельефа соседние участки поверхности могут существенно отличаться по продолжительности освещения и возможности поддерживать прямую связь с Землей.
По оценке разработчиков, перемещение оборудования всего на 50 метров в некоторых районах способно изменить доступность солнечного света на сотни часов либо значительно сократить время прямой видимости Земли. Поэтому возможность выбирать оптимальное место размещения энергетических и коммуникационных узлов имеет практическое значение.
Astrolab также рассматривает создание ретрансляционных цепочек протяженностью более 100 км. Несколько станций смогут передавать информацию друг другу, обеспечивая связь между удаленными районами, которые иначе оставались бы вне прямого радиоконтакта с Землей.
Lunar OS превратит лунную инфраструктуру в коммерческую услугу
Одновременно с LUMIS компания представила концепцию Lunar Operating System (LUNAR OS). Это комплексная платформа, которая должна объединить транспортные средства, энергоснабжение, связь и обработку данных в единую систему обслуживания лунных миссий.
Идея заключается в том, чтобы экспедициям не приходилось самостоятельно доставлять на Луну генераторы, аккумуляторные комплексы и коммуникационное оборудование. Вместо этого они смогут пользоваться уже развернутой инфраструктурой и оплачивать доступ к необходимым ресурсам.
Astrolab рассматривает несколько вариантов предоставления услуг:
- общая инфраструктура для небольших научных и коммерческих миссий;
- выделенные энергетические и коммуникационные установки для крупных заказчиков;
- передача данных и использование вычислительных ресурсов непосредственно на поверхности Луны;
- подзарядка роботизированных аппаратов и обеспечение энергией специализированного оборудования.
Такой подход может снизить стоимость отдельных экспедиций и уменьшить количество оборудования, которое необходимо доставлять с Земли. Особенно полезным он окажется для небольших компаний и исследовательских организаций, не располагающих бюджетами крупных государственных космических программ.
Когда появится 5G на Луне
Первое развертывание LUMIS Astrolab намечает на 2028 год. Станцию планируют отправить в рамках ранее анонсированной коммерческой миссии FLEX с использованием Starship компании SpaceX. До этого разработчикам предстоит проверить оборудование и отработать его эксплуатацию в условиях, имитирующих лунную поверхность.
Важно, что речь пока идет о планах и проектируемых характеристиках, а не о действующей сети. Возможность обеспечить заявленную мощность, автономность и устойчивую передачу данных еще предстоит подтвердить непосредственно на Луне.
При этом Astrolab не единственная организация, занимающаяся развитием мобильной связи для космических экспедиций. NASA также исследует применение земных стандартов беспроводной связи на поверхности спутника. В рамках программы Lunar 5G агентство изучает способы организации коммуникаций между астронавтами, транспортными средствами и научным оборудованием. Ранее NASA заключило контракт на разработку компонентов такой системы.
Отдельным направлением остается проект Nokia по созданию лунной сети LTE для программы Artemis. Таким образом, будущая инфраструктура может включать решения нескольких разработчиков, которые будут дополнять друг друга.
Зачем будущим лунным базам собственная мобильная сеть
По мере развития программы освоения Луны потребность в надежной связи будет возрастать. Астронавтам необходимо обмениваться данными с исследовательскими центрами, управлять роботизированной техникой, передавать результаты экспериментов и поддерживать взаимодействие между различными объектами на поверхности.
Обычной прямой радиосвязи с Землей для решения всех этих задач недостаточно. Рельеф, кратеры и удаленность оборудования могут создавать зоны, из которых невозможно установить непосредственный контакт с наземными станциями. Сеть ретрансляторов позволит устранить часть подобных ограничений.
Не менее важна энергетическая составляющая. Автономные установки LUMIS смогут снабжать электричеством роверы и научные приборы, а беспроводная передача энергии потенциально уменьшит потребность в постоянной доставке кабелей и дополнительных источников питания.
Для Украины, участвующей в международном научно-техническом сотрудничестве и развитии космических технологий, подобные проекты представляют интерес прежде всего с точки зрения будущего рынка космической инфраструктуры. Однако до появления реально работающей сети говорить о доступности лунной связи для коммерческих или научных пользователей пока рано.
Если Astrolab удастся реализовать задуманное, освоение Луны постепенно перейдет от отдельных экспедиций с автономным оборудованием к использованию общей инфраструктуры. В таком сценарии электричество, вычислительные мощности и мобильная связь станут базовыми услугами, без которых дальнейшее развитие постоянных лунных поселений будет значительно сложнее.
