Винтон Церф 40 лет назад помогал создавать на нашей планете глобальную Паутину. Сегодня же человечество снова смотрит в космос и хочет основать внеземные колонии. Этим астронавтам также пригодится единая глобальная сеть и Церф придумал как ее создать, основав межпланетный интернет.
Автоматические космические корабли и пилотируемые миссии чаще всего для коммуникации используют специально разработанные системы. Они работают эффективно и полностью выполняют возложенные на них задачи. Однако еще в 1998 году Церф подумал, что количество населения вне Земли начнет расти и хорошо было бы иметь коммуникационную сеть с большей емкостью и увеличенными возможностями. Так родилась мечта о космическом интернете, над которой ныне работает группа InterPlanetary Networking Special Interest Group.
Однако чтобы получить интернет в космосе недостаточно оснастить каждый корабль роутером Wi-Fi. Нужно преодолеть значительные технические трудности космического пространства. Среди них – взаимное перемещение планет иногда блокирует прохождение сигнала. Расстояние между космическими кораблями таково, что требует длительного ожидания ответа.
«Мы начали выполнять расчеты использования интернет-стандартов, которые идеально работают на Земле. Однако, скорость света слишком мала, — говорит Церф. — Протоколы TCP / IP не работают на межпланетных расстояниях, поэтому мы разработали набор новых».
Церф вместе с коллегой Робертом Каном разработали протоколы Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). Сегодня они являются ключевыми в работе интернета и ими пользовался каждый, кто открывал веб-браузер, пользовался приложениями с онлайн-доступом, скачивал почту и тому подобное.
Особенность TCP/IP в том, что он требует наличия пути в виде промежуточных точек – роутеров. Эти роутеры соединены медными, волоконно-оптическими проводами или мобильной связью. Если этот путь разрывается, роутер отбрасывает полученный пакет данных, а источник его повторно отправляет. Это достаточно хорошо работает на Земле, чьи размеры невелики по сравнению со скоростью света и которая имеет хорошо развитую сеть роутеров.
В 2003 году Церф представил набор протоколов disruption/delay-tolerant networking (DTN). Они также используют пакеты данных, которые пересылаются от одного к другому роутеру. Однако к нему добавили важный элемент – промежуточные узлы, запоминающие пересланную через них.
Такой промежуточный узел при интернет-коммуникации между Землей и Юпитером может размещаться, например, на Марсе. Однако эта планета может быть не всегда в подходящем для пересылки информации положении. Если технологии наземного интернета отвергли бы такой пакет данных, космический интернет сохранит этот пакет пока условия для пересылки не станут благоприятными.
Разработаны Церфом протоколы космического интернета уже проходят практические испытания. В 2004 году сигналы от марсианских роверов должны были получать через сеть из трех гигантских (70 метров в диаметре) антенн в Австралии, Калифорнии и Испании. Однако канал оказался очень «узким» — лишь 28 килобит/с. Также радиооборудование работало на пределе возможностей и перегревалось.
Тогда инженеры использовали технологию космического интернета, создав сеть из трех узлов: марсианских роверов, космических спутников и антенн на земле.
Технологией космического интернета также пользуется Международная космическая станция. Используя ее проводили эксперименты по дистанционному управлению роботами-манипуляторами. Ее также привлекли на космический аппарат EPOXI, который «прошили» для поддержки соответствующих протоколов, когда он находился на расстоянии 81 световой секунды от Земли.
Космический интернет сперва встречал большое сопротивление – инженеры хотели быть уверенными в его надежности. Ведь для них он был новой неопознанной технологией. Церф говорит, что ему до сих пор приходится отстаивать возможности космического интернета. Значительный прорыв, считает он, произойдет, когда эту технологию начнут использовать коммерческие космические компании.
Технология космического интернета на базе протокола DTN может оказаться полезной и на Земле. В отдаленных регионах нет стабильной связи-именно на этот случай рассчитан DTN. Геологи, полярные исследователи, защитники природы, исследователи океана и другие смогут получать данные как только появится техническая возможность. Пакеты данных не будут исчезать бесследно, как это происходит при использовании технологии обычного интернета.
По материалам: Quanta Magazine
