„Tipping-Point“-Initiative der NASA Das erste Mobilfunknetz auf dem Mond

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Über 60 Jahre nach der ersten Mondlandung steht der Erdtrabant wieder im Fokus der Weltöffentlichkeit. Mit einem Mobilfunknetz auf dem Mond möchte Nokia Bell Labs zeigen, wie der kritische Kommunikationsbedarf für künftige Mond- oder Marsmissionen gedeckt werden kann.

Mondmissionen sind aktuell wieder in aller Munde. Viele Beobachter sehen sie allerdings vor allem im geopolitischen Kontext, als Wettstreit rivalisierender Großmächte. Was in der Debatte dabei in den Hintergrund gerät, sind die technologischen Höchstleistungen und ehrgeizigen Forschungsziele, für die viele Akteure unternehmensübergreifend und über Jahre hinweg eng kooperieren.

Nokia z.B. engagiert sich gemeinsam mit Partnern in der „Tipping-Point“-Initiative der NASA. Diese Initiative evaluiert industrielle Raumfahrttechnologien, die die kommerzielle Raumfahrt und zukünftige NASA-Missionen unterstützen sollen. Im Rahmen der unbemannten Mondmission IM-2, die aktuell für ein dreimonatiges Zeitfenster ab November 2023 geplant ist und am Südpol des Mondes landen soll, arbeitet Nokia beispielsweise mit den Firmen Intuitive Machines und Lunar Outpost zusammen.

Mobilfunk in einer extremen Umwelt

Für die Mission hat Nokia Bell Labs eine energieeffiziente, kompakte und weltraumtaugliche Version seiner 4G/LTE-Mikrofunkzelle entwickelt. Sie ist speziell für die Reise zum Mond und die extremen Temperatur-, Strahlungs- und Umweltbedingungen auf der Mondoberfläche ausgelegt. Die IM-2-Mission startet vom Kennedy Space Center der NASA in Cape Canaveral. Eine SpaceX-Falcon-9-Rakete wird den Nova-C Lander auf eine direkte Flugbahn zum Mond bringen. Nach einer fünftägigen Reise wird der Nova-C Lander den Mond mehrmals umkreisen. Dann zündet der Lander erneut seine Triebwerke, um kontrolliert auf der Mondoberfläche zu landen. Ziel ist der Shackleton Connecting Ridge am Südpol des Mondes.

Direkte Funkverbindung zur Erde

Das 4G/LTE-Netz auf dem Mond wird aus zwei Hauptkomponenten bestehen. Die erste ist die Basisstation, die in das Raumfahrzeug Nova-C Lander integriert wird und als Mobilfunkstandort für das Netz auf dem Mond dient. Die zweite Komponente ist die Funkausrüstung, die auf zwei Mondfahrzeugen installiert wird: der Mobile Autonomous Prospecting Platform (MAPP), einem Rover von Lunar Outpost, und dem Lander Micro-Nova von Intuitive Machines. Zusammen bilden diese Funkkomponenten ein Netz, über das die Fahrzeuge und der Nova-C Lander miteinander kommunizieren können. Darüber hinaus wird es eine leistungsstarke Funkverbindung direkt zur Erde geben, um Daten und Bilder zu übertragen und die Fernsteuerung der Fahrzeuge über das Mobilfunknetz zu ermöglichen.

Die ersten Bilder von Eis auf dem Mond über das Netz von Nokia?

Die während der IM-2-Mission gesammelten Daten werden uns zunächst viele Erkenntnisse über eine Schlüsselregion des Mondes liefern und den Weg für zukünftige bemannte Artemis-Missionen ebnen. Nokia will beweisen, dass Mobilfunktechnologien die notwendige Konnektivität für künftige bemannte und unbemannte Missionen zu Mond und Mars bieten können. Astronautinnen und Astronauten werden dann Zugang zu Sprach-, Video- und Datenkommunikation sowie zu tele- und biometrischen Daten haben. Für ihre Forschung müssen sie auf riesige Sensornetzwerke zugreifen, wissenschaftliche Experimente durchführen und Roboter und andere Maschinen fernsteuern können. All diese Anwendungen erfordern ein robustes Netz. Und wer weiß: Vielleicht werden die ersten Bilder von Eis auf dem Mond schon bald über das Nokia-Netz zur Erde übertragen?

Warum sich Unternehmen wie Nokia engagieren

Mit der Tipping-Point-Initiative läutet die NASA eine Ära öffentlich-privater Partnerschaften ein, um die Entwicklung von Raumfahrttechnologien voranzutreiben. Die dabei entstehenden Technologien könnten bei den bemannten Artemis-Missionen zum Einsatz kommen, die eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond als Vorbereitung für künftige bemannte Expeditionen zum Mars ermöglichen sollen. So können Nokia und andere Unternehmen auch an der künftigen Weltraumwirtschaft teilhaben.

So wie Kommunikation und Netze ein wesentlicher Bestandteil der Wirtschaft auf der Erde sind, werden sie es auch auf dem Mond und perspektivisch auf dem Mars sein. Mobilfunknetze werden Sensoren, Transportfahrzeuge, Experimente, Forschungsdrohnen und Rover miteinander verbinden. Mobilfunknetze können außerdem zur Fernsteuerung überlebenswichtiger Maschinen wie Bergbau- und Baumaschinen eingesetzt werden. Und Netze werden Geräte wie Tablets, Laptops und Wearables miteinander verbinden. Eines Tages könnten Astronauten sogar ihre Smartphones mit in den Weltraum nehmen und sie theoretisch genauso nutzen wie auf der Erde.

Manche Erkenntnisse werden wir auch direkt für die Erde nutzen können: Denn die Mondoberfläche ist eine unwirtliche Umgebung: keine Atmosphäre, kein Schutz vor kosmischer Strahlung und Temperaturen, die um bis zu 300 °C schwanken können. Wer hier ein funktionierendes Netz aufbauen kann, kann auch ein Netz aufbauen, das in den extremsten Umgebungen auf der Erde funktioniert.

Für Nokia Bell Labs ist der Weltraum kein Neuland

Für Nokia Bell Labs hat die Erforschung des Weltraums lange Tradition. IM-2 ist nur das jüngste Beispiel in der langen Geschichte der Zusammenarbeit von Bell Labs mit Partnern bei der Erforschung des Weltraums. So arbeitete Nokia bereits 1962 mit der NASA zusammen, um einen der ersten Kommunikationssatelliten der Welt, Telstar 1, in den Orbit zu bringen. Nokia lieferte auch Technologie für alle bemannten US-Raumfahrtprogramme von Mercury bis Apollo. Und 1964 machten zwei Forscher der Bell Labs, Arno Penzias und Bob Wilson, die entscheidende Entdeckung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, die vom Urknall übriggeblieben war.

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