Sieć komórkowa na Księżycu to złe wieści dla astronomii radiowej

W październiku NASA powierzyła Nokii ważne zadanie. Zgodnie z podpisaną umową, w ciągu kilku najbliższych lat Nokia ma zbudować na Księżycu infrastrukturę dla sieci komórkowej 4G. Sieć ta miałaby pozwolić na sprawną komunikację między astronautami i pojazdami, które trafią zarówno na powierzchnię satelity, jak i przyszłą potencjalną stację, która będzie wokół niego orbitować. Niemniej, jak wskazuje Emma Alexander, doktorantka z Uniwersytetu Manchesterskiego, stworzy ona poważny problem dla astronomów, a dokładniej mówiąc – tych zajmujących się obsługą radioteleskopów.

Nemezis astronomii radiowej

Radioteleskopy to konstrukcje niezwykle czule. Jak kiedyś powiedział słynny astronom i popularyzator nauki – Carl Sagan, „Całkowita ilość energii spoza Układu Słonecznego kiedykolwiek odebrana przez wszystkie radioteleskopy na Ziemi jest mniejsza niż energia pojedynczego płatka śniegu uderzającego w powierzchnię planety”. No, dzisiaj tą łączną energię można porównać do zderzania z ziemią kilku płatków śniegu, ale tak czy siak faktem jest, że astronomiczne sygnały radiowe są znacznie, znacznie słabsze niż sygnały radiowe wytworzone sztucznie. Skoro Obserwatorium Jodrell Bank byłoby w stanie odebrać zakłócenia z Marsa, jak to ma poradzić sobie z siecią 4G na Księżycu?

Zakłócenia częstotliwości radiowych (ang. Radio frequency interferance, RFI) to największy wróg radioteleskopów. Dlatego radioteleskopy z reguły buduje się z dala od jakichkolwiek zabudowań – tam, gdzie większość źródeł RFI, takich jak telefony komórkowe czy kuchenki mikrofalowe, nie jest problemem. No właśnie, większość – naziemne radioteleskopy nie są w stanie uniknąć kosmicznych źródeł RFI, takich jak satelity. Kolejnym takim kosmicznym źródłem będzie sieć 4G na Księżycu.

Wpływ RFI na radioteleskopy można złagodzić, poprzez budowanie odpowiednich tarcz i precyzyjną emisję sygnałów. Astronomowie nieustannie opracowują nowe strategie eliminacji RFI z danych zbieranych przez teleskopy radiowe, jednak w coraz większym stopniu wdrażanie tych strategii zależy od dobrej woli prywatnych przedsiębiorstw.

Radioteleskop na Księżycu

Największym marzeniem wielu astronomów jest budowa radioteleskopu na powierzchni niewidocznej strony Księżyca. Ten nie dość, że byłby chroniony przed sygnałami docierającymi z Ziemi, to mógłby prowadzić obserwacje w zakresie najniższych częstotliwości radiowych, na które na Ziemi wpływa jedna z części atmosfery – jonosfera. Prowadzenie obserwacji w tych częstotliwościach ma szanse pomóc w odpowiedzeniu na fundamentalne pytania dotyczące Wszechświata.

Projekt radioteleskopu, który miałby powstać w księżycowym kraterze. | Źródło: Saptarshi Bandyopadhyay

Na szczęście, w ramach projektu NIAC NASA sfinansowała rozwój koncepcji właśnie budowy radioteleskopu na Księżycu. Zgodnie z tej założeniami koncepcji, księżycowe łaziki rozciągnęłyby wewnątrz księżycowego krateru (który mógłby mieć nawet 5-kilometrową średnicę) specjalną siatkę o średnicy 1 kilometra, która utworzyłaby antenę. Nad nią byłby zawieszony odbiornik, który zbierałby z anteny promieniowanie radiowe. Pytanie tylko, kiedy pomysł doczeka się realizacji i czy w ogóle.

Problem przybierający na sile

Niestety, dopóki na Księżycu nie powstanie radioteleskop, zakłócenia z kosmosu będą dla astronomii radiowej poważnym problemem. Mowa o zakłóceniach nie tylko w postaci sieci 4G stworzonej przez Nokię na powierzchni jedynego naturalnego satelity Ziemi, ale również w postaci sygnałów emitowanych przez pojazdy wysłane na orbitę, a tych z roku na rok będzie coraz więcej. Samo SpaceX w ramach projektu Starlink zamierza wystrzelić w kosmos tysiące satelitów. Zgodnie z ostatnim raportem Organizacji SKA poświęconym wpływowi satelitów na astronomię radiową, za sprawą satelitów SpaceX planowana sieć teleskopów SKA (ang. Square Kilometre Array) będzie o 70% mniej czuła w zakresie częstotliwości wykorzystywanym przez Starlink.

Artystyczna wizja centralnego rdzenia radioteleskopów Square Kilometre Array. | Źródło: SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions [CC BY 3.0]

W związku z powyższym mam nadzieję, że radioteleskop zostanie wybudowany prędzej niż później. Mam też nadzieję na to, że wdrożone zostaną specjalne kroki, które pozwolą na ochronę naziemnej astronomii radiowej.

Źródło: Space, fot. tyt.