درگيري کلامي ‌مختصري که ميان گروهي از اخترشناسان و صاحبان روبات‌هاي چمن‌زن صورت گرفت خبرساز شده است. به نظر مي‌رسد در آينده بيشتر شاهد چنين بحث‌هايي باشيم. موضوع اين درگيري کلامي ‌بر سر اين بود که آيا روبات‌هاي چمن‌زن مي‌توانند از پهناي باند راديويي مورد استفاده‌ي اخترشناسان استفاده کنند و در آن بازه از طيف راديويي فعال باشند؟ روبات‌هاي چمن‌زن فقط يکي از ابزارهاي فراواني هستند که در آينده با اتصال به شبکه‌ي اينترنت کار مي‌کنند. به زودي خواهيم ديد که حتي وسايل زندگي روزمره‌ي ما نيز با اتصال به شبکه‌ي بي‌سيم جهاني کار مي‌کنند و اين موضوع اخترشناسان را نگران کرده است.

مشکل در واقع از جايي آغاز شده است که شرکت‌هاي سازنده‌ي روبات‌ها نمي‌خواهند مشتريانشان دست به هيچ کاري بزنند. آن‌ها نمي‌خواهند مشتري‌هايشان چمن‌ها را خودشان کوتاه کنند و يا حتي چاله‌هاي لازم براي جانشاني حسگرهاي مسير چمن‌زن‌هاي خودکار را حفر کنند. آن‌ها به جاي اين روش، تصميم دارند از کانال‌هاي بي‌سيم در بازه‌ي امواج راديويي 6240 تا 6740 مگاهرتز استفاده کنند. اين در حالي است که متانول فضا‌پايه هم در همين بازه امواج راديويي منتشر مي‌کند. اين متانول در حقيقت رد پايي از شکل‌گيري ستاره‌ها و در نهايت نحوه‌ي تحول کهکشان ما را در بر دارد و حتي مي‌تواند به ما بگويد که ما چگونه اينجا هستيم. شرکت سازنده‌ي روبات‌ها براي جلوگيري از تنش بيشتر اعلام کرده که تمامي‌ اقدام‌هاي لازم را براي پيش‌گيري از تداخل امواج و آسيب رسيدن به ابزارهاي اخترشناسان انجام خواهد داد و همچنين ايجاد زيرساخت‌هاي ثابت در فضاهاي باز را نيز ممنوع کرده است. اين گروه فقط 20 کيلومتر از محل رصدخانه‌ي راديويي فاصله دارد و در حالي که رصدخانه‌ي راديويي ملي درخواست فاصله ي 90 کيلومتري روبات‌ها از تلسکوپ‌هاي مجموعه‌اش را دارد، شرکت سازنده‌ي روبات‌ها ادعا مي‌کند که فاصله‌ي 20 کيلومتري کافي است و احتمال تداخل امواج بسيار کم است.

اگر فقط يک وسيله‌ي بي‌سيم تجاري بتواند چنين مشکلي را براي يک مجموعه‌ي رصدي ايجاد کند، زماني را تصور کنيد که کليه‌ي وسايل زندگي روزانه‌ي ما از طريق شبکه به يکديگر و به وب متصل هستند. همگي آن‌ها نيازمند بخشي از طيف امواج راديويي هستند. اما چگونه مي‌توان اين طيف را بدون تداخل ميان اخترشناسان، صنايع و دولت تقسيم کرد؟

اتصال شبکه‌اي خدمات روز به روز در حال گسترش است. ترموستات‌هاي هوشمند که دماي هواي خانه را با توجه به آب و هواي بيرون از خانه تنظيم مي‌کنند، چراغ‌هاي بلوتوثي که به شما کمک مي‌کنند کليدهايتان را پيدا کنيد، حسگرهايي که فهرست‌هاي موجودي را بررسي مي‌کنند و نسبت به خريد و فروش‌هاي جديد هشدار مي‌دهند، همگي از نمونه‌هاي اتصال شبکه‌اي خدمات و کالاها هستند. کوين اشتون (Kevin Ashton)، مدير اجرايي سابق مؤسسه‌ي تکنولوژي ماساچوست و يکي از بنيان‌گذاران اين مؤسسه مي‌گويد: «هنوز هيچ محدوده‌اي از پهناي باند راديويي براي سيستم‌هاي اتصال شبکه اي کالاها در نظر گرفته نشده است. اما مي‌بينيم که سرويس‌هاي واي‌فاي طيف‌هاي قابل دسترسي را اشغال کرده‌اند.»

طبقه بندي طيف‌ها:
اتصال شبکه‌اي کالاها به هم نيازمند ابزارهايي است. استفاده از کابل‌هاي خارجي که مارپيچ در همه جا کشيده شوند چندان عاقلانه نيست. هر دستگاهي به فرکانس راديويي ويژه اي نياز دارد. در بعضي از پهناهاي باند، هر کسي مي‌تواند از امواج راديويي استفاده کند. فقط بايد دستگاه مقدار حداکثري توان را رعايت کند. بيشتر کالاهاي شبکه‌اي به همين شکل کار مي‌کنند. دسته‌اي از پهناي باندها نيز نياز به مجوز دارند. اين مجوزها توسط دولت‌ها به مزايده گذاشته مي‌شود. و در نهايت برخي از پهناهاي باند براي علم اخترشناسي رزرو شده‌اند. اين تصوير محدوده‌ي تقسيم باندها را به خوبي نشان مي‌دهد:

 براي ديدن اين تصوير با جزييات، به منبع اين مقاله مراجعه کنيد که در انتهاي متن آمده.

باندهاي اخترشناسي راديويي، شامل بخش کوچکي از کل طيف راديويي است، در حالي که دانشمندان مايلند کائنات را از منظر کل طيف بررسي کنند. به دليل اينکه اجرام اعماق آسمان مانند وسايل روي کره‌ي زمين دسته‌بندي خاصي براي تابش‌هاي راديويي خود ندارند. آن‌ها ممکن است دقيقاً همان امواجي را بفرستند که شما با آن‌ها مي‌توانيد روي زمين تماس‌هاي ويدئويي برقرار کنيد. يعني امواج راديويي تلفن شما در حين يک تماس ويدئويي مي‌تواند امواجي را که ميلياردها سال در فضا بوده و به شکل شجاعانه‌اي به زمين رسيده است مخدوش کند. حال که طيف راديويي روز به روز شلوغ‌تر مي‌شود، به تدريج شاهد اين هستيم که پهناي باند اخترشناسي مورد استفاده‌ي شرکت‌هاي تجاري قرار گيرد.

امواج راديويي از فضا:
اخترشناسان از تلسکوپ‌هاي راديويي در مناطقي مانند استراليا، پورتوريکو، انگلستان و ... استفاده مي‌کنند تا امواج رادويي فضا را رصد کنند. اين امواج از منابع بسيار قدرتمند، مانند سياه چاله‌ها، تپ اخترها و ليزرهاي طبيعي به آنتن‌هاي ما مي‌رسند. شدت امواج راديويي مانند امواج نور مرئي، متناسب با مجذور فاصله کم مي‌شود. يعني اگر فاصله‌ي شما با يک تپ اختر 1 سال نوري باشد و شما فاصله را به 2 سال نوري افزايش دهيد، شدت تابش راديويي به اندازه‌ي يک چهارم تابش اوليه مي‌شود. اگر 4 سال نوري از تپ اختر فاصله بگيريد، مقدار تابش اين بار يک شانزدهم تابش اوليه خواهد بود. در زماني که امواج راديويي به زمين مي‌رسند، چيزي حتي کمتر از سايه‌اي از حالت اوليه‌ي تابش هستند. به عنوان مثال اگر يک تلفن همراه را روي کره‌ي ماه قرار دهيم، امواج راديويي قويتري را نسبت به اين امواج کيهاني به ما مي‌رساند. حال اگر کسي تلفن همراه خود را در کنار يک تلسکوپ راديويي و يا حتي چندين کيلومتر دورتر از آن قرار دهد، مي‌تواند مانع رصد اين امواج کيهاني ضعيف شود. تصور کنيد کسي بخواهد در نور خورشيد، نور يک چراغ قوه را تشخيص دهد!

مناطق سکوت:
اخترشناسان براي استفاده از تلسکوپ‌هاي راديويي به دور از مزاحمت تلفن‌هاي هوشمند، رصدخانه‌هاي خود را در مناطق دور، به ويژه دره‌ها ساخته‌اند تا کوه‌هاي اطراف تا حدي امواج راديويي مزاحم را جذب کنند. اما در دنياي امروز که پر از وسايل ساطع کننده‌ي امواج راديويي است، دوري از مراکز جمعيتي کافي نيست. زيرا امواج راديويي فقط از وسايلي مانند تلفن‌هاي هوشمند ساطع نمي‌شوند. تقريباً همه‌ي وسايل الکترونيکي تابش راديويي دارند. (براي اثبات اين گفته، مي‌توانيد يک راديو را روي يک موج خالي AM تنظيم کنيد و سپس راديو را به وسايلي مانند يخچال، فريزر، دوربين ديجيتال و يا پنکه نزديک کنيد.)

برخي از رصدخانه‌ها مؤدبانه از مردم مي‌خواهند که تلفن‌هاي همراه خود را خاموش کنند، گويي به جاي درک سرنوشت جهان اطراف به تماشاي يک فيلم نشسته اند! اما بقيه ي رصدخانه‌ها مانند گرين بانک(green bank) محوطه‌هاي سکوت راديويي را تعريف کرده‌اند که در آن‌ها بسياري از کارهاي عادي، غيرمجاز محسوب مي‌شود. تردد در مساحت 33000کيلومتر مربع اطراف اين رصدخانه نياز به اجازه‌نامه‌اي دارد مبني براينکه افراد، وسايلي که موجب ايجاد تداخل در رصدهاي راديويي مي‌شود را با خود حمل نمي‌کنند. در صورت مشاهده‌ي هرگونه تداخل اجازه‌نامه لغو مي‌شود. بخشي از اين محوطه شامل ويرجينياي غربي و مريلند مي‌شود. کارلا بيودت (Carla Beaudet) مهندس تداخل فرکانس‌هاي راديويي رصدخانه مي‌گويد: «نگه داشتن خدمات تلفن همراه در خارج از محوطه‌ي سکوت راديويي، به معني اين است که بسياري از ابزارهايي که مي‌توانند در پهناي باند مورد استفاده ي ما تداخل ايجاد کنند، نبايد وارد محوطه شوند. حفاظت از محوطه‌ي سکوت راديويي به شکل‌هاي مستقيم و غيرمستقيم انجام مي‌شود.»

در شعاع 15 کيلومتري اطراف رصدخانه، حفاظت شديدتر مي‌شود. وجود هرگونه واي‌فاي، ماکروويو، تلفن بي‌سيم، کنترل‌گر بازي بي‌سيم و اتصال بلوتوث ممنوع است. اين قانون همواره اجرا مي‌شود. گروهي موسوم به NRAO در اطراف رصدخانه به دنبال سيگنال‌هاي مزاحم به وسايلي مانند پتوي برقي، نرده‌هاي الکتريکي معيوب، واي‌فاي قاچاق و حتي قلاده‌ي برقي سنجاب رسيده‌اند.

در حال حاضر گرين بانک بهترين و قديمي‌ترين محوطه‌ي سکوت راديويي را دارد. اين محوطه در سال 1958 ايجاد شد و حتي وجود ايستگاه ارتباطات دولتي SUGAR GROVE در پايين دره ي محل رصدخانه هم باعث نشد که اين محوطه، کوچک‌تر تعريف شود. استراليا، آفريقاي جنوبي و شيلي هم محوطه‌هايي را دارند و يا به زودي محوطه‌هاي سکوت خود را خواهند ساخت. اين کشورها ميزبان نسل بعدي تلسکوپ‌هاي راديويي هستند. کارلا بيودت مي‌گويد: «ايجاد مناطق سکوت راديويي گامي‌ بلند در جهت حفظ و نگه‌داري از ابزارهاي اخترشناسي راديويي است، به ويژه اگر مراقبت‌هاي معمول با حفاظت‌هاي زميني مانند وجود کوه‌ها همراه شوند.»  

دستگاه‌هاي مزاحم:
اما بسياري از تلسکوپ‌ها مانند آرسيبو (Arecibo) فقط از حفاظت‌هاي زميني برخوردارند و از آن‌ها حمايت‌هاي رسمي ‌نمي‌شود. اين تلسکوپ‌ها در آينده‌اي نزديک فقط مي‌توانند در پهناي باند قراردادي اخترشناسي آسمان را رصد کنند. آن هم در صورتي که شرکت‌هاي تجاري به اين باند‌ها ورود پيدا نکنند. بيودت مي‌گويد: «اين که اتصال شبکه‌اي کالاها و خدمات تا چه حد مي‌تواند براي اخترشناسي راديويي تهديد محسوب شود بستگي به جايگاه استانداردهاي نظارتي در برابر شرکت‌هاي خصوصي و وکلاي آن‌ها دارد. اگر استانداردهاي نظارتي در موضع خود بمانند و هربار که کسي احتياج به پهناي باند دارد، جا به جا نشوند، اخترشناسان مي‌توانند اميدوار باشند که از اين پنجره‌ي کوچک کائنات را رصد کنند.»

در آينده ممکن است تلسکوپ‌هاي راديويي خارج از محوطه‌ي سکوت راديويي آن قدر امواج وسايل مختلف زميني را دريافت کنند که ديگر نتوانند صداي زمزمه‌ي آرام فضا را بشنوند.
اما در مناطق سکوت راديويي، زندگي هرگز به شکل کاملاً مدرن وجود ندارد. افرادي که در اين محوطه‌ها ساکن هستند، هرگز نمي‌توانند نرم‌افزاري را بخرند و يا سيستم‌هاي گرمايشي کارآمد و امروزي در خانه‌هايشان نصب کنند. اما برخي از افراد تمايل به زندگي در چنين محيط‌هايي را دارند. مناطقي به دور از فناوري‌هاي روز، مانند گرين بانک.

اگر ما در يک دنياي ابرمتصل راديويي زندگي کنيم، مانند آنچه امروز در آن هستيم، کمتر مي‌توانيم درباره‌ي کائنات اطلاعات به دست آوريم. (لااقل تا زماني که بتوانيم يک رصدخانه‌ي راديويي در کره‌ي ماه بسازيم.) با اين حال ما نمي‌خواهيم و نبايد جلوي ساخته شدن ابزارهاي هوشمند و اتصال آن‌ها به يکديگر را بگيريم. بلکه بايد راهي براي ايجاد تعادل ميان اين دو حوزه بيابيم. گويا قرار نيست همه ي تپ اخترها کشف شوند و يا همه ي شرکت‌هاي تجاري به اهداف خود دست يابند. درگيري‌هاي کلامي‌ شبيه آنچه در ابتداي متن آمده، کم‌کم بيشتر مي‌شوند و اين آغاز يک رشته از اتفاقات و تحولات در آينده است.

براي اطلاعات بيشتر و جزييات اين تصوير که از کُل آسمان در طول موجهاي راديويي گرفته شده اينجا را کليک کنيد.

منبع:

Why Astronomers will hate the internet of things

منابع مفيد:

اخترشناسي راديويي

سيگنال‌هاي راديويي

راديو اف ام

راديو اي ام

تاريخچه راديو اخترشناسي - دانشنامه

اخترشناسي راديويي- دانشنامه

Radio Astronomy-WIKI

Basics of Radio Astronomy-NASA

SETI.org