В настоящее время Интернет достиг практически всех уголков Земли, причем мы говорим не только о ее поверхности. Уже даже Международная космическая станция имеет выход в Интернет. Агентства по исследованию космоса готовятся двигаться дальше и подключать другие планеты к нашей Солнечной системе. Космическая паутина также не ограничивается работой; она помогает людям, находящимся далеко от Земли, поддерживать связь со своими домами.
Этот пост рассказывает о том, как он работает сейчас и как будет развиваться.
Экипаж Международной космической станции впервые зашел в Интернет еще в 2010 году. Услуги по обеспечению доступа были предоставлены НАСА. Космонавты используют спутниковую связь для подключения к компьютеру в Хьюстоне в режиме удаленного рабочего стола и выходят оттуда в Интернет. Так будет безопаснее: даже если вредоносная ссылка или файл будет открыт членом экипажа МКС, только наземный компьютер будет взломан.
Космонавт НАСА Ти Джей Кремер (T.J. Creamer) отметил появление Интернета на МКС, разместив первый в истории свободный твит из космоса:
Привет, Твиттер! Сейчас мы в прямом эфире с Международной космической станции - первый твит из космоса! :)
Похоже, что скоро МКС будет иметь более одного интернет-провайдера: Россия планирует в ближайшее время подключить и свой сегмент станции. Эта задача будет решаться с использованием сети спутников эстафетной связи "Луч", которая в настоящее время находится в процессе модернизации.
В прошлом году космонавты Александр Мисуркин и Антон Шкаплеров провели модернизацию антенны МКС для приема больших объемов спутниковой информации, установив при этом рекорд России по продолжительности внедорожной работы - 8 часов и 12 минут.
По словам космонавта и пресс-секретаря Роскосмоса, новая аппаратура уже прошла испытания, и в ближайшее время МКС будет запущена через спутники "Луч".
Конечно, Интернет, который у них есть на МКС, не так быстр и свободен от задержек, как у вас дома. Спутниковая связь имеет преимущества по сравнению с проводными технологиями, такими как наличие кабелей в местах, где их использование невозможно, очевидно, но при этом возникают и проблемы.
Высокий пинг, низкая скорость
Несмотря на то, что МКС находится на орбите на высоте около 400 км, эти данные охватывают гораздо большее расстояние до Земли. Во-первых, МКС посылает сигнал вверх на ретрансляционный спутник, пролетающий над землей на высоте 35 786 км. Только оттуда он может спуститься к наземной космической станции связи.
Таким образом, общее расстояние, пройденное с помощью данных с борта МКС и обратно на борт МКС, составляет всего 150 000 километров. Это занимает время. По словам сотрудника NASA, задержка передачи данных с МКС составляет около полусекунды - примерно в 20 раз больше, чем средняя задержка передачи данных по кабельному соединению.
Они также используют спутник для потоковой передачи большого объема научных данных и видеоматериалов (которые их коллеги с места событий транслируют в Интернет, чтобы пользователи могли следить за жизнью на борту МКС и просматривать с нее информацию) в центр управления полетами. Та же спутниковая связь позволяет проводить аудио- и видеоконференции с Землей для жителей МКС.
В результате, только небольшая часть может быть использована для твитов и просмотра веб-страниц. Более того, хотя спутник имеет нисходящую связь шириной до 300 Мбит/с, восходящая связь ограничена 25 Мбит/с. С точки зрения скорости, доступное для МКС соединение сопоставимо с подключением старинных модемов.
Кроме того, станция периодически покидает зону спутникового покрытия. Каждые 1,5 часа МКС совершает обход Земли, она может вообще не иметь покрытия в течение 15 минут.
Ограниченное топливо
Спутники поддерживают постоянный контакт с Землей, вращаясь с такой же скоростью, как и сама наша планета, чтобы оставаться в одном и том же месте в любое время. Однако время от времени орбиту приходится корректировать, иначе спутники могут выпасть из нее и стать недоступными. Маневры выполняются с использованием топлива. Но спутники не могут просто лететь на Землю для заправки топливом.
Для решения этой проблемы компании во всем мире ищут способы заправки спутников топливом непосредственно в космосе. Системы, предназначенные для вывода ракетного топлива на орбиту, проходят испытания в американском сегменте МКС, канадской корпорацией MDA и британо-израильской компанией "Эффективные космические решения". А Европейское космическое агентство (ЕКА) разработало двигатель, который может использовать молекулы воздуха из верхних слоев атмосферы Земли в качестве топлива.