Забавно, как быстро идет ход истории. Еще буквально «вчера» человечество делало свои первые шаги в космосе: неизведанное пространство за пределами родной планеты было одновременно таинственным, крайне опасным и привлекательным. Однако сегодня, с развитием технологий и общества, главное изобретение человечества – интернет – появился и за пределами Земли. Как интернет добрался до космоса, какие трудности стояли на пути инженеров и как космический интернет повлияет на будущее человечества?
Космический интернет отличается от земного
Развитие интернета в космосе – задача нетривиальная. На Земле все просто: протягиваем между серверами кабель – и всё! Если кабель протянуть нельзя, ставим вышку и используем для передачи информации радиоволны. Правда, в космосе, по понятным причинам, кабель не протянуть, так что остается использовать только радиоволны. Не идеальный, но вполне рабочий вариант.
На первых космических кораблях связь была довольно узкополосной. Пропускной способности такого канала связи едва хватало, чтобы обеспечить передачу телеметрии, а также коротких голосовых сообщений. Правда, по мере развития технологий этого становилось недостаточно. Для передачи больших объемов данных (в том числе, например, видео и фото) нужны были широкие каналы связи.
Решить проблему были призваны спутниковые системы связи, которые использовали геостационарные и низкоорбитальные спутники. И у тех, и у других были свои преимущества и недостатки: низкоорбитальные спутники, например, обеспечивали сравнительно низкую задержку, но каждый отдельный спутник покрывает довольно малую площадь поверхности планеты, как следствие – для полного покрытия спутников надо очень много.
Например, Starlink состоит уже из тысяч таких низкоорбитальных спутников, а в дальнейшем планируется увеличить их количество до десятков тысяч. Геостационарные спутники находятся куда дальше – порядка 35000 километров, или почти 9% расстояния от Земли до Луны. Это приводит к огромной задержке, однако позволяет покрывать огромную площадь всего одним спутником.
Кроме того, они всегда движутся по одной и той же траектории, так что если единожды настроить передатчик устройства (например, спутникового телефона), тот всегда будет направлен на такой спутник. Как вы могли понять, нам куда ближе низкоорбитальные спутники, через которые обеспечивается связь даже на МКС, но за это приходится и платить.
Starlink – не единственная компания, которая хочет запустить десятки тысяч спутников на орбиту планеты, есть еще OneWeb, Kuiper, но тут возникают проблемы серьёзнее, чем финансовые затраты. Как скоординировать в одном пространстве такое количество спутников, чтобы они не врезались друг в друга? Как обеспечить передачу данных с них на Землю и обратно в таком количестве, и сколькими диапазонами придется ради этого пожертвовать? В общем, вопросы регулирования стоят довольно остро.
Интернет есть и в космосе!
Собственно, МКС – огромная космическая «лаборатория», которая используется, в том числе, для научных исследований. Проблема в том, что такие исследования требуют передачи огромного количества данных, причем раньше эта проблема стояла довольно остро. Узкополосный канал связи не отличался большой пропускной способностью и был способен передать лишь минимум необходимой информации.
По мере работы МКС потребность в хорошей связи росла все сильнее, в результате чего появился проект Wi-Fi для МКС. Это не был обычный Wi-Fi, к которому мы привыкли – это «спутниковый» Wi-Fi, который, что логично, использует спутниковую связь для подключения к интернету. Скорость передачи данных у такого способа связи все еще ограничена пропускной способностью спутникового канала, но уже куда выше, чем раньше.
В 2010 году скорость передачи данных составляла 3 мегабита в секунду в направлении к станции и 10 мегабит в секунду в направлении Земли. К 2019 году эта цифра достигла 600 мегабит в секунду, то есть если какой-нибудь космонавт захочет поиграть в «Ведьмака 3» — на скачивание игры понадобится около 7 минут. Такой интернет не у всех дома! Правда, поиграть в онлайн-игры вряд ли выйдет из-за огромного пинга, то есть задержки сигнала.
Но учитывая, что интернет на МКС нужен не для игр, а для работы и передачи технических данных, его скорость будут наращивать и дальше. Тут, правда, важнее бесперебойность: раньше станция могла на некоторое время оказываться вне зоны покрытия, так что на некоторое время лишалась интернета полностью.
Хотя МКС — это близко, это не интересно. То ли дело Луна… И да, с нее тоже передавали данные, правда, сделать это было куда сложнее. Луна находится от нас на расстоянии около 385000 километров, так что никакого, даже самого мощного «роутера» не хватило бы для устойчивой связи… Зато есть лазер. С помощью лазерной связи удалось передать данные на Луну со скоростью 19,44 мегабита в секунду, а в обратную сторону (то есть с Луны на Землю) — со скоростью 622 мегабита. В данный момент Луну планируют покрыть сотовой связью.
Зачем нам, обитателям Земли, космический интернет?
Вообще — много зачем. Как минимум то, что хороший спутниковый интернет позволит покрыть сетью всю планету, не оставив мест без интернета. Это, в свою очередь, сильно упростит жизнь морякам, смотрителям маяков, вахтовикам и еще многим людям, которые на постоянной основе работают в труднодоступных местах планеты. Кроме того, появится возможность связи с этими людьми в случае чего.
И потом — связь со спутниками тоже станет куда лучше, что позволит собирать с них намного больше данных, эффективнее ими управлять, проводить научные исследования. Также это сильно упростит запуск новых миссий и поддержание связи с ними — полёт на Марс или Луну без связи выполнить будет весьма проблематично. А если в далеком будущем (хотя, судя по всему, не таком уж и далеком) люди смогут обосноваться на Луне или Марсе, то единственным способом связи с ними будет такой вот космический интернет.
Ну а если к космосу вы равнодушны, вам только экономику да «земное» подавай, то есть еще космический туризм — отрасль активно развивается и набирает обороты, и да, им космический интернет тоже нужен, да и инвестиций проекты, направленные на развитие интернета, собирают ого-го.
В общем, да. Интернет стал самым значимым изобретением человечества, настало время распространить его куда-нибудь за пределы планеты. Кто знает, к чему это приведет в будущем… А пока можете почитать больше статей о космосе:
