Nooit meer radiostilte achter de maan? Dit is dé oplossing

Onlangs hield de wereld veertig minuten lang de adem in toen tijdens de Artemis 2 missie de Orion-capsule achter de maan verdween. Tijdens deze periode was er geen enkel contact mogelijk tussen de bemanning en de aarde. De enorme massa van de maan blokkeerde elk radiosignaal. Voor technici op aarde zijn dit de meest zenuwslopende momenten van een missie. Het risico is groot wanneer astronauten volledig op zichzelf zijn aangewezen zonder ondersteuning van de vluchtleiding. De European Space Agency (ESA) brengt hier in de toekomst verandering in. Met het ambitieuze Moonlight-programma bouwt Europa aan een communicatienetwerk dat de maan altijd en overal bereikbaar maakt.

De angstaanjagende stilte van de achterkant

Het Goonhilly Earth Station in Cornwall speelde onlangs een hoofdrol bij het volgen van de Orion-capsule. Voor het eerst in decennia volgde dit station een ruimtevaartuig met mensen aan boord richting de maan. Matt Cosby, de technisch directeur van het station, beschreef de spanning die gepaard gaat met het wegvallen van het signaal. Wanneer een capsule achter de maan duikt, verdwijnt deze in een zogeheten communicatieschaduw. Gedurende veertig minuten is er geen dataoverdracht en geen stemverbinding mogelijk. De technici in Cornwall kunnen dan alleen maar wachten en hopen dat alles goed gaat. Pas wanneer het vaartuig aan de andere kant weer tevoorschijn komt, wordt de verbinding hersteld. Deze periode van onzekerheid is momenteel onvermijdelijk door de directe zichtlijn die nodig is voor radiogolven. Voor een korte testvlucht is dit acceptabel, maar voor complexe operaties vormt het een onaanvaardbaar risico.

Een duurzame infrastructuur voor de maan

NASA en andere agentschappen werken aan de bouw van een permanente maanbasis. Voor een duurzame aanwezigheid is een betrouwbare verbinding van 24 uur per dag essentieel. Dit geldt niet alleen voor de zichtbare zijde van de maan, maar juist ook voor de achterkant. Wetenschappers zijn zeer geïnteresseerd in het verkennen van deze onbekende gebieden. Zonder een communicatienetwerk in een baan om de maan blijven deze gebieden echter gevaarlijk en moeilijk te bereiken.

Het Moonlight-programma van ESA is specifiek ontworpen om deze barrière te slechten. Het doel is om een infrastructuur te creëren die vergelijkbaar is met de commerciële netwerken op aarde. Hierdoor hoeven toekomstige missies niet langer hun eigen zware communicatieapparatuur mee te nemen. Ze kunnen simpelweg 'inloggen' op het Europese netwerk om data te versturen naar de aarde.

De techniek achter het Moonlight-netwerk

Het Moonlight-programma is officieel gelanceerd tijdens het International Astronautical Congress in 2024. De kern van het systeem bestaat uit een constellatie van vijf satellieten. Eén satelliet wordt specifiek ingericht voor communicatie met een hoge datasnelheid. De overige vier satellieten zijn bedoeld voor navigatiediensten. Dit netwerk overbrugt een afstand van ongeveer 400.000 kilometer tussen de aarde en de maan. Om de verbinding te garanderen, worden er drie speciale grondstations op aarde gebouwd. Een van de belangrijkste partners in dit project is Telespazio, dat een industrieel consortium leidt.

De focus van het netwerk ligt in eerste instantie op de zuidpool van de maan. Dit gebied is strategisch belangrijk vanwege de aanwezigheid van waterijs in diepe kraters. Water is een cruciale grondstof voor het maken van brandstof en zuurstof. De satellieten zorgen ervoor dat landers en rovers in dit ruige terrein altijd hun exacte positie weten.

Stapsgewijze uitrol

De eerste belangrijke stap is de lancering van de Lunar Pathfinder in 2026. Deze satelliet dient als een voorloper en zal de eerste communicatietests uitvoeren. In 2028 moeten de initiële operaties van het volledige Moonlight-netwerk van start gaan.

Een jaar later, in 2029, staan de eerste tests voor internationale samenwerking op de planning. ESA werkt namelijk nauw samen met NASA en de Japanse organisatie JAXA. Samen hebben zij het LunaNet-framework opgesteld. Dit zijn wereldwijde standaarden die ervoor zorgen dat verschillende systemen met elkaar kunnen communiceren. Het is te vergelijken met de roaming-afspraken tussen mobiele providers op aarde. Hierdoor kan een Amerikaanse rover probleemloos gebruikmaken van een Europese satelliet.

In 2030 moet het volledige systeem operationeel zijn. Dit valt samen met de geplande toename van het aantal maanmissies. Men verwacht dat er in de komende twintig jaar meer dan 400 missies naar de maan zullen reizen. Een universeel netwerk is dan geen luxe meer, maar een absolute noodzaak.