"Kuun in­ter­ne­tin" pitää kestää su­per­kyl­mää yötä ja ava­ruus­sä­tei­lyä – Nasa valitsi Nokian 4G-ver­kon toi­mit­ta­jak­si toi­sel­le tai­vaan­kap­pa­leel­le

Nokia tiedotti maanantaina rakentavansa ensimmäisen 4G-verkon Kuuhun. Verkkoa hyödynnetään pysyvän tukikohdan perustamisessa Kuuhun 2020-luvulla.

Kuuhun on tulossa Nokian 4G-verkko. Valmista pitäisi vuonna 2022.
Kuuhun on tulossa Nokian 4G-verkko. Valmista pitäisi vuonna 2022.
Kuva: Carlos Lemos

Kuussa voidaan parin vuoden kuluttua lähettää viestejä kutakuinkin tavanomaisessa mobiiliverkossa, jonka yhteydet kantavat Maahan saakka.

Vielä vuosituhannen alussa melkeinpä tieteiselokuvalta kuulostanut suunnitelma toteutuu, kun Yhdysvaltojen avaruushallinto Nasa valitsi matkapuhelinverkkoyhtiö Nokian rakentamaan ensimmäisen 4G-verkon Kuuhun.

Vaikka "Kuun internetin" tekninen ydin on periaatteessa arkipäiväistä, olosuhteet eivät sitä ole.

– Lämpötila tippuu Kuun yön aikana todella alas, huomauttaa apulaisprofessori Jaan Praks Aalto-yliopistosta.

– Lisäksi säteilytaso on kohtalaisen korkea. Elektroniikka ei tykkää siitä yhtään – säteily flippaa muistipaikkoja ja tuhoaa transistoreja.

"Kuussa ei ole GPS:ää"

Nokian yhteistyö liittyy Nasan Artemis-ohjelmaan, joka valmistelee miehitettyjen kuulentojen "uutta alkua" vuoteen 2024 mennessä.

Tietoliikenneverkko on tarkoitus saada pystyyn sen sijaan jo 2022. Verkko tukee yksittäisten lento-operaatioiden ohella taivaankappaleelle perustettavaa pysyvää tukikohtaa.

Artemis-ohjelmassa on tarkoitus tutkia Kuuta tieteellisesti. Samalla valmistellaan astronauttien lähettämistä Marsiin. Kuussa voidaan harjoitella pitkäaikaista toimintaa vieraan taivaankappaleen pinnalla.

Verkkoyhteyksiä tarvitaan muun muassa videokuvan, ohjaussignaalien ja muun datan siirtämiseen esimerkiksi laskeutujan, Kuun kamaralla kulkevien mönkijöiden, astronauttien ja Maan välillä.

Myös paikannus on tarpeen.

– Kuussa ei ole GPS:ää eikä satelliittipuhelimia, Praks muistuttaa.

Toistaiseksi ei satelliittien, vaan laskeutujan varaan

Verkko rakennetaan Nokian tiedotteen mukaan Kuun pinnalle päätyvän laskeutujan varaan. Tässä yhteistyökumppanina on yhdysvaltalainen Intuitive Machines.

Praks sanoo, että verkko voisi periaatteessa toimia myös Kuuta kiertävien satelliittien varassa.

– Kuun satelliitteja pystytään laittamaan suhteellisen matalalle radalle. Siksi niissä voidaan suhteellisen helposti operoida myös tietoliikennelinkkejä.

Pulmana on kuitenkin kiertoratojen epävakaus, jonka vuoksi satelliitteja jouduttaisiin melko usein lähettämään lisää. Lisäksi satelliitit joutuisivat vähän väliä Kuun pimeälle puolelle katveeseen.

Laskeutujaan asennettu tukiasema sen sijaan pysyy paikallaan, myös suhteessa Maahan.

– Kuu on siitä helppo, että jos antenni on Maan puolella, joku maapallolla näkee sen koko ajan.

Sinänsä samaa, mutta ei kuitenkaan

Vaikka kyse on 4G-tekniikasta, Kuuhun ei voida lennättää samaa laitteistoa kuin Maassa käytetään.

– Joskus voidaan käyttää samaa elektroniikkasuunnittelua, mutta on käytettävä parempia komponentteja, jotta laitteet kestäisivät, Praks sanoo,

– Se on ehkä suurin haaste.

4G-yhteydet eivät hänen mukaansa kestäisi suurinopeuksisia, satelliitteihin perustuvia yhteyksiä. Jos Kuuhun halutaan rakentaa satelliittipohjainen verkko, olisi siirryttävä 5G-tekniikkaan.

Satelliittipaikannus ei ole vielä välttämätön

Ainakin toistaiseksi Nokian ja Nasan yhteistyö perustuu siis kuitenkin Kuun pinnalle rakennettavaan verkkoon. Niinpä Kuuhun ei tule omaa "GPS-verkkoa", vaan paikannuskin tehdään tukiasemien avulla.

– Tässä tapauksessa tukiasemalähtöinen paikannus toimii muutaman majakan avulla suhteellisen hyvin, Praks arvioi.

GPS on sen sijaan globaali paikannusjärjestelmä, eikä sellaiselle ole vielä tarvetta.

– Milloin päästään sille asteelle, että Kuussa kulkee ihmisiä tietämättä missä he ovat? Se on vielä aika kaukana tulevaisuudessa, Praks naurahtaa.

Kuun valloitus ollut Nokialla työn alla pitkään

Vaikka uutinen Kuun 4G-verkosta aiheutti isoja otsikoita maanantaina, on itse asia ollut Nokialla työn alla jo pidempään.

– Itselleni ilmoitus ei ollut yllätys, koska olen ollut tietoinen kuuprojektista jo pitkään. Eli ennemmin tämä on luonnollinen askel, sanoo avaruustutkimusta koordinoiva tutkija Marko Höyhtyä VTT:ltä.

Julkisuuteen yhtiö kertoi yhdessä Vodafonen kanssa virittämistään suunnitelmista jo vuonna 2018. Tuolloin toteutusta suunniteltiin saksalaisen PTS:n kanssa, ja mukana oli myös Aalto-yliopisto.

Hanke ajautui kuitenkin talousvaikeuksiin, ja suomalaisyliopisto putosi samalla pois.

Praks sanoo, että avaruuden valloituksessa on kyse isosta trendistä, jossa maanpäällistä elektroniikkaa yritetään kehittää nopeasti avaruussovelluksiin sopivaksi.

– Syynä on se, että hinnat ovat huokeita Maan pinnalla, hän toteaa.

– Se asettaa vaativia vaatimuksia tavalliselle yhtiölle. Tekniikka ei sovellu avaruusympäristöön sellaisenaan, mutta melkein.

Kuun olosuhteiden lisäksi tekniikan on kestettävä lähtö maasta sekä laskeutuminen. Nokian tiedotteen mukaan laskeutujaan suunniteltu tekniikka kestää tämän kaiken ja on lisäksi pienikokoista, kevyttä ja kuluttaa vähän energiaa.

Päivitetty klo 18.10 Päivitetty kauttaaltaan ja lisätty Jaan Praksin näkemyksiä. Jutun aiemmassa versiossa sanottiin verkon perustuvan Kuuta kiertäviin satelliitteihin. Tämä oli kuitenkin virheellinen tieto.