Der Informationsaustausch zwischen Menschen und von ihnen geschaffenen Organisationen ist ein grundlegendes Kriterium für die Existenz der Zivilisation. Auf der Erde ist die Kommunikationssituation zwar nicht ideal, aber immer noch nicht schlecht. Darüber hinaus kündigen immer mehr private Unternehmen Pläne zur Schaffung eines globalen Internet-Netzwerks an. Am weitesten entfernt ist natürlich Elon Musks Firma. In den nächsten Jahren werden die meisten Einwohner der Welt Zugang zum Netzwerk haben, wenn Projekte mit der aktuellen Geschwindigkeit umgesetzt werden.
Aber was ist mit anderen Planeten? Lassen Sie uns jetzt nicht zu weit nach vorne schauen, lassen Sie uns über den Mond und den Mars sprechen. Kommunikation wird dort benötigt, genau wie Luft. Darüber hinaus müssen Kommunikationskanäle gleichzeitig breit und zuverlässig sein - um große Mengen an Inhalten zu übertragen, und, was sehr wünschenswert ist, nicht im Stich zu lassen.
Es gibt einen Ausgang
Bereits 2003 stellten der "Vater des Internets" Vint Cerf und seine Kollegen eine neue Entwicklung vor - spezielle Paket-DTN-Protokolle, die sowohl gegen Ausfälle als auch gegen Verzögerungen resistent sind. Das Funktionsprinzip ist ungefähr das gleiche wie in terrestrischen Netzen. Es gibt eine Datenquelle, es gibt einen Empfänger. Und dann gibt es Router, die Datenpaketen helfen, von der Quelle zum Ziel zu gelangen.
Da der Weltraum jedoch nicht die Erde ist, können (und werden) Datenübertragungsprobleme auftreten. Daher werden zusätzliche Knoten benötigt, die Daten auf dem Weg von der Quelle zum Ziel speichern. Infolgedessen können die Daten problemlos dorthin gelangen, wenn auch mit langen Verzögerungen.
Interessanterweise tauchte die 2003 entwickelte Idee nicht plötzlich auf - es handelt sich um ein sich konsequent weiterentwickelndes Konzept, das erstmals 1998 vorgeschlagen wurde.
Die Kolonisierung anderer Planeten wird ohne zuverlässige Kommunikation schwierig sein. Wenn etwas passiert, ist es schließlich unmöglich, Ratschläge oder andere informative Unterstützung zu erhalten. Und hier geht es nicht um die Kontrolle der lebenswichtigen Knoten der zukünftigen Kolonie oder des zukünftigen Moduls von der Erde aus.
Im Jahr 2004 mussten Rover Daten direkt zur Erde senden. Das Signal wurde von drei 70-Meter-Antennen empfangen, die in Spanien, den USA und Australien installiert waren (die Erde dreht sich, aber zu einem bestimmten Zeitpunkt sind eine oder mehrere Antennen in Kommunikation). Die Kanalgeschwindigkeit war jedoch immer noch das Minimum - nur etwa 28 Kbit / s. Und dann entstand die Idee, dazwischenliegende Datenspeicherknoten anzuordnen - und dafür nicht zusätzliche Server, sondern PCs derselben Rover und Orbiter zu verwenden. So funktioniert das interplanetare Netzwerk ungefähr noch.
Die NASA unterstützt Cerf und setzt das Projekt Disruption Tolerant Networking (DTN) schrittweise um.
Auf der Grundlage der entwickelten Technologie wird in Kürze das „Internet des Sonnensystems“ (Abkürzung in Englisch - SSI) bereitgestellt. Es wird eine standardisierte Plattform mit eigenen Kommunikationsprotokollen sein, mit deren Hilfe Daten unter widrigsten Bedingungen gesendet und empfangen werden können.
Wie real ist das alles?
Mehr als. Die NASA hat bereits mehrere erfolgreiche Experimente durchgeführt, die bewiesen haben, dass DTN-Netzwerke sehr zuverlässig sind. Die ersten ernsthaften Tests fanden 2008 statt, als die Kommunikation mit dem Deep Impact-Gerät unter Verwendung des DTN-Protokolls im Rahmen der erweiterten EPOXI-Mission hergestellt wurde. Dann gelang es den Wissenschaftlern, 300 Bilder von der Sonde zu erhalten, die sich in einer Entfernung von über 24 Millionen Kilometern von der Erde befindet.
Im Jahr 2012 konnte die Astronautin Sunita Williams einen Roboter von der ISS im European Space Flight Center fliegen. Nun, zwei Jahre später, im Jahr 2014, wurde die ISS zu einem der permanenten Knoten des DTN-Netzwerks, das die Möglichkeit bietet, eine zuverlässige Kommunikation zwischen umlaufenden Satelliten und der Erde bereitzustellen.
Was weiter?
Mond
In naher Zukunft plant die Agentur die Einrichtung eines LTE-Netzwerks auf dem Mond. Einer der Projektverantwortlichen ist das finnische Unternehmen Nokia, das bereits 14,1 Millionen US-Dollar erhalten hat. Dies ist nur einer von 15 Zuschüssen, die zur Förderung der Entwicklung neuer Weltraumtechnologien vergeben werden. Die Ausrüstung für den Einsatz des LTE-Netzes sollte Ende 2022, also bald, auf der Mondoberfläche landen.
Die Ausrüstung wird mit Falcon 9 geliefert - dies ist derzeit die günstigste Option. Es ist geplant, die Mondstationen vollständig autonom zu machen, ohne direkte menschliche Eingriffe.
Die Aufgabe der Wissenschaftler bei der Durchführung des Projekts besteht darin, den Raumfahrzeugen eine vollständige und schnelle Kommunikation zu ermöglichen. Jedenfalls innerhalb der Basisstation. Wenn alles gut geht und das Experiment seine Durchführbarkeit unter Beweis stellt, wird das Projekt erweitert und mit seiner Hilfe wird die Erde in der Lage sein, eine zuverlässige Verbindung zum Mond aufrechtzuerhalten.
Auf der Oberfläche des Satelliten kommunizieren verschiedene Arten von Geräten über TCP / IP, da sie nebeneinander arbeiten. Die Kommunikation mit der Erde wird jedoch mit einer neuen Technologie erfolgen. Übrigens werden Basisstationen von Nokia Bell Labs auf dem Mond installiert, sie sind wirtschaftlicher und kleiner, sodass sie leicht an Bord der Rakete platziert werden können. Sie haben jedoch genügend Möglichkeiten, das interplanetare Internet zu implementieren.
Mars
Während die NASA mit Nokia zusammenarbeitet, um ein 4G-Netzwerk auf dem Mond aufzubauen, wird SpaceX den Mars "mit dem Internet verbinden". Es ist geplant, dies mit Satelliten zu tun - genau wie Starlink. Nachdem sie in die Umlaufbahnen der beiden Planeten gebracht wurden, kann eine wechselseitige Kommunikation hergestellt werden.
„Wir hatten viele Gründe, in das Telekommunikationsgeschäft einzusteigen. Unternehmen wollen immer wachsen und dies war eine gute Wachstumschance für uns, aber es gibt auch andere Gründe. Die Breitbandkonstellation im erdnahen Orbit war noch nie erfolgreich. Wir setzen uns immer ehrgeizige, zukunftsorientierte Ziele. Und ein solches Projekt umzusetzen war ein Ziel, das es wert war, übernommen zu werden. Niemand hat in diesem Bereich jemals Erfolg gehabt: Elon Musk sagt immer, dass dieses Geschäft mit Leichen von Unternehmen übersät ist, die keinen Erfolg hatten. Das war auch für uns eine Herausforderung. Dies war einer der Gründe. Das zweite war, dass sobald wir Menschen zum Mars schicken, sie Kommunikation brauchen werden. Tatsächlich denke ich, dass es noch wichtiger sein wird, eine Satellitenkonstellation im Starlink-Stil um den Mars zu haben. Und dann natürlichWir müssen zwei Planeten verbinden - wir müssen eine zuverlässige Verbindung zwischen Mars und Erde herstellen ", sagte SpaceX-Präsident Gwynne Shotwell während eines Interviews mit dem Time Magazine über Weltraumkommunikation.
Zusammenfassend können wir sagen, dass die gemeinsamen Anstrengungen so mächtiger Organisationen wie NASA, SPaceX, Nokia und anderer es ermöglichen werden, das Internet zum Mond, zum Mars und möglicherweise zu anderen Planeten und Objekten der USA „auszuführen“ Sonnensystem. Auf jeden Fall leben wir in einer Zukunft (aus technologischer Sicht), von der wir vorher nur geträumt hatten. Vielleicht erscheint in ein paar Jahren ein Mann auf dem Mond und dem Mars, und wir werden das alles fast in Echtzeit sehen - so schnell es die Physik und die Einschränkungen der Lichtgeschwindigkeit erlauben.
In der Zwischenzeit sind wir auf der Erde und haben noch keine anderen Planeten kolonisiert. Mal sehen, was zur Hand ist: Wenn wir über LTE auf dem Mond sprechen, dann gibt es solche Ausrüstung auf der Erde. Hier ist ein Beispiel für Zyxel LTE-Geräte für diejenigen, die Probleme mit der Kabelinfrastruktur haben oder einen Backup-Internetkanal haben möchten.
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