Если по программе НАСА Artemis удастся отправить людей на Луну в 2024 году, у астронавтов будет возможность написать в Твиттере свои первые слова, прежде чем оставить свои первые следы на поверхности спутника.
На прошлой неделе космическое агентство США объявило о контракте на 14,1 миллиона долларов с телекоммуникационной компанией Nokia на строительство сотовой сети LTE на Луне, что является одним из 15 грантов НАСА, предоставленных в этом году частным компаниям для стимулирования развития новых космических технологий. По заявлению Nokia, данное оборудование может приземлиться в конце 2022 года, и для его развертывания или настройки не потребуются человеческие руки. Сеть обеспечит быстрое соединение с любыми устройствами в пределах досягаемости базовой станции.
«Предложение Nokia по адаптации существующей технологии 4G / LTE для использования на Луне может поддерживать связь между лунными посадочными модулями, марсоходами, местами обитания (станциями), астронавтами и другими объектами на поверхности», - сказал Джим Рейтер, заместитель администратора Управления космических технологий НАСА в своем электронном письме. «Эта возможность в будущем может стать ключом к надежному и устойчивому присутствию на Луне и вокруг нее».
Лунная сеть Nokia должна быть достаточно близко к Земле, чтобы ее подключение к наземному Интернету было относительно простым Например, основатель SpaceX Илон Маск недавно высказал предположение о возможности создания сети Starlink на Марсе. К счастью для будущих исследователей, технология соединяющая отдаленные уголки Солнечной системы "межпланетный Интернет"- разрабатывалась десятилетиями. Но если это когда-нибудь произойдет, космический Интернет будет передавать мемы будущего совсем иначе, чем наземный Интернет, который у нас есть на данный момент.
Одна из проблем с космосом с точки зрения коммуникации заключается в том, что он очень велик. Твит может добраться из Нью-Йорка в Токио менее чем за пятую часть секунды , но даже более быстрому лазерному лучу, движущемуся с максимальной скоростью, требуется больше секунды, чтобы достичь Луны. И забудьте о конференциях Zoom с Mars. Одностороннее сообщение занимает от трех до 20 минут, чтобы добраться до Красной планеты. Добавьте к этому тот факт, что космические корабли и планеты имеют тенденцию летать с огромной скоростью, регулярно затмевая друг друга или проходя позади Солнца, и их соединение становится сложной технической задачей.
Технологи, в том числе Винт Серф (архитектор современного Интернета и выдающийся приглашенный ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА), давно осознали, что жесткие физические ограничения, такие как скорость света, разделяют пространство на независимые области. Независимо от того, сколько G в сети, ни один исследователь Марса никогда не сможет получить удовольствие от разговора с Землей в реальном времени. Вместо этого у таких территорий, как Марс и Земля, будет своя собственная локальная сеть, которую межпланетный Интернет может сплести в «сеть региональных интернетов».
Но создание даже такой лоскутной сети будет непростым делом. На Земле устройства обмениваются данными в соответствии с набором процедур, известных как протокол управления передачей и Интернет-протокол, или сокращенно TCP / IP. Когда телефон в Токио получает твит, хранящийся на сервере в Нью-Йорке, протокол TCP / IP (который был разработан совместно с Cerf) требует, чтобы устройства нашли полный маршрут между ними, переключаясь между серверами и другими устройствами по всему миру, и затем передаёт сообщение серией пакетов данных. Если одно звено в цепочке («узел») выходит из строя во время передачи, маршрут прерывается и пакеты в пути теряются. Узлы редко становятся недоступными в сравнительно небольшом и стабильном наземном Интернете, но для сети, которая учитывает быстро движущиеся, удаленные от своих узлов космические корабли, длительные периоды отключения электроэнергии были бы обычным явлением.
Космическому интернету нужны правила, более подходящие для космоса. Более десятка команд потратили годы на разработку новой парадигмы распространения информации: сети, устойчивой к задержкам (а иногда и нарушениям) (DTN).
Основная идея состоит в том, чтобы делегировать ответственность каждому узлу (устройству) в сети, а не только конечным точкам. Вместо того, чтобы отбрасывать пакет (и терять все или часть сообщения), когда следующая ссылка в цепочке становится недоступной, промежуточный узел в DTN сохраняет пакет до тех пор, пока следующее соединение не вернется в режим онлайн. Только после подтверждения того, что пакет благополучно прибыл в следующий пункт назначения, узел может удалить информацию из памяти. Никакой протокол не позволит марсианским устройствам связываться с устройствами Земли в реальном времени, но DTN может гарантировать, что сообщения в конечном итоге дойдут до пучины планет.
Сторонники этой концепции, такие как Специальная группа по межпланетным сетям надеются, что когда-нибудь многие космические корабли будут нести необходимое оборудование и станут интеллектуальными узлами, которые свяжут вместе отдельные регионы Солнечной системы в космическую сеть Интернет.
Тем временем НАСА несколько раз экспериментировало с процедурами DTN. Впервые протокол был протестирован в 2008 году во время расширенной миссии космического корабля Deep Impact. Исследователи передали на зонд 300 изображений в глубокий космос на расстоянии 15 миллионов миль и 80 световых секунд и обратно на Землю. Затем астронавт Сунита Уильямс управляла роботом LEGO с Международной космической станции (МКС) с помощью DTN в 2012 году.
В 2016 году МКС стала постоянным узлом с новой реализацией DTN, которая позволила ей получать селфи из Антарктиды в 2017 году. Затем спутник, нацеленный на изучение океанов Земли, будет использовать DTN для передачи научных данных при запуске в 2022 году.
Лендеры, роверы и другие устройства в сети LTE Nokia будут использовать традиционный протокол TCP / IP для локального взаимодействия друг с другом на поверхности Луны. По словам представителя Nokia, соединение с Землей, которое не является частью сети LTE и будет осуществляться партнером Nokia Intuitive Machines, при первоначальном развертывании не потребует протоколов DTN.
Тем не менее, новое космическое оборудование означает новую площадку для экспериментов и для сторонников DTN, как и для МКС, которая пролетает всего в 250 милях от поверхности. Независимо от того, как НАСА и Nokia это осуществят, похоже, что доступ астронавтов к наземному Twitter, сохранится.
