A NASA Artemis-programjának célja az emberiség hosszú távú jelenléte a Holdon, és hogy minden eddiginél nagyobb területet lehessen felfedezni égi kísérőnk felszínén. A holdi tevékenység ilyen mértékű növekedése új, erőteljesebb kommunikációs, navigációs és hálózati képességeket tesz szükségessé. A NASA Űrkommunikációs-, és Navigációs (SCaN) programja keretében ezen igények kielégítésére fejlesztette ki a LunaNet architektúrát, amely innovatív hálózati technológiát, szabványokat és egy bővíthető keretrendszert fog alkalmazni a Hold hálózati képességeinek bővítéséhez. Ez a keretrendszer lehetővé teszi az ipar, a tudományos élet és a nemzetközi partnerek számára, hogy a NASA mellett LunaNet-csomópontokat építsenek és üzemeltessenek.
Fantáziarajz a LunaNET használatáról a Hold felszínén. Forrás: NASA
Ezt hasonlóan lehet elképzelni, mint a Földünkön működő internethálózatot, vagy akár az otthonunkban működő Wi-Fi hálózatot. Az eszközök, például az űrhajósok által használt tárgyak, roverek, stb. egymáshoz kapcsolódva képesek kommunikációra, pozíciójuk meghatározására, esetleges veszélyekre való figyelmeztetéseket tudnak küldeni a Hold felszínén tartózkodó emberek számára. Így az ott zajló missziók gyorsabbak, hatékonyabbak, és biztonságosabbak is lehetnek a jövőben.
A LunaNet négy különböző szolgáltatást fog nyújtani a küldetések támogatásnak céljából:
Hálózati és kommunikációs szolgáltatások
Egy űrbe induló küldetés során a kommunikáció a Föld és a kozmoszban tartózkodó eszköz között minden esetben előre megtervezett kapcsolaton alapul, valamilyen adattovábbító műhold, vagy földi antenna közbenjárásával. Az előre megtervezett kapcsolatokra való hagyatkozás a Holdra tartó küldetések esetén korlátozhatja a kommunikációs lehetőségeket és a hatékonyságot. A LunaNet a földi internethez hasonló hálózati megközelítést kínál, és nem kell előre ütemezni az adatátvitelt. Központi hálózati keretrendszere a Késleltetés/Megszakítás-Tűrő (Delay/Disruption Tolerant – DTN) megoldáson alapul, amely biztosítja, hogy az adatok zökkenőmentesen áramoljanak a hálózaton keresztül, és az esetleges jelzavarok ellenére is elérjék a végső célállomást. Két LunaNet-csomópont közötti zavar esetén a DTN lehetővé teszi azt is, hogy azok tárolják az adatokat, amíg a két pont közötti útvonal szabaddá nem válik.
A LunaNet és a DTN koncepciója. Forrás: NASA, szerkesztette: Séra Gábor.
Navigációs, szolgáltatások
A holdi navigációhoz a LunaNet a földi adatfeldolgozástól való működési függetlenséget kínál, eközben nagy pontosságot biztosít, tehát az ezeket a szolgáltatásokat használó küldetések rendelkeznének minden olyan elemmel, ami a Holdon, vagy a Hold körüli pályán keringő autonóm navigációhoz szükséges. Az architektúra a küldetések során hozzáférést biztosít a keringő egységek számára a pályájuk meghatározásához, és az irányítórendszereik működéséhez, vagy akár a felszíni felhasználók számára a pozíciójuk meghatározásához szükséges kulcsfontosságú mérésekhez.
Észlelési és információs szolgáltatások
A LunaNet észlelési és információs szolgáltatásai riasztásokat és egyéb kritikus információkat nyújtanak a felhasználóknak, amelyek nagymértékben javítják az űrhajósok, roverek és más eszközök helyzetfelismerését a Hold felszínén. Példaként lehet említeni a potenciálisan veszélyes naptevékenységeket: egy napkitörést észlelő műszer segítségével közvetlenül lehet figyelmeztetni a Hold felszínén tartózkodó embereket ahelyett, hogy a földi irányítóktól kellene megvárni az erre vonatkozó figyelmeztetést és utasításokat. Ezt leginkább a hétköznapi életünk során a veszélyes időjárás esetén okostelefonunkra kapott értesítésekhez lehet hasonlítani.
A LunaNet észlelési és információs szolgáltatásai közé tartozik majd a holdi keresési és mentési képesség, a LunaSAR is. A technológia a földi keresésekhez és mentésekhez már kipróbált módszereket hasznosít, a LunaNet navigációs szolgáltatásait használva a LunaSAR vészhelyzet esetén helymeghatározási adatokat szolgáltat a NASA számára.
Illusztráció a LunaSAR koncepciójáról. Forrás: NASA
Tudományos szolgáltatások
A LunaNet tudományos szolgáltatásai lehetőséget biztosítanak arra, hogy a csomópontok számára rádió- és infravörös optikai kommunikációs kapcsolataik segítségével méréseket végezzenek ezzel segítve a földi, vagy akár a Holdon dolgozó kutatókat. A csomópontok hálózata lehetőséget biztosít a Hold regionális, vagy akár globális tanulmányozására, megfigyelésére, és olyan mérések elvégzésére is, amelyek a Hold időbeli átfogó tanulmányozását teszik lehetővé.
A LunaNet rendszer akár a rádiócsillagászatban is hasznosítható lesz, az egyes eszközök antennáit a mélyűr felé irányítva távoli égitestek rádiósugárzását keresve. Ezek a képességek új platformot biztosítanak a tudósok számára az űrkutatással kapcsolatos új elméletek tesztelésére és a tudományos ismeretek fejlesztésére is.
A múlt hónapban a LunaNet-csoport első lépésként globálisan közzétette az interoperabilitási (rendszerek együttműködésre való képessége) előírások tervezetét, amelyet az iparági és kormányzati szakértők megvitathatnak. Célja egy olyan szabvány megalkotása, amely lehetővé teszi egy nyílt, fejlődő, együttműködésen alapuló holdi kommunikációs és navigációs architektúra kialakítását.
A LunaNET működését bemutató videó