Міжпланетний інтернет: як його бачить один із розробників земної Павутини

Вінтон Серф 40 років назад допомагав створювати на нашій планеті глобальну Павутину. Сьогодні ж людство знову дивиться у космос та хоче заснувати позаземні колонії. Цим астронавтам також стане в пригоді єдина глобальна мережа і Серф придумав як її створити, започаткувавши міжпланетний інтернет.

Автоматичні космічні кораблі та пілотовані місії найчастіше для комунікації використовують спеціально розроблені системи. Вони працюють ефективно та повністю виконують покладені на них задачі. Однак ще в 1998 році Серф подумав, що кількість населення поза межами Землі почне зростати й добре було б мати комунікаційну мережу з більшою ємністю користувачів та збільшеними можливостями. Так народилася мрія про космічний інтернет, над якою нині працює група InterPlanetary Networking Special Interest Group (IPNSIG).

Однак щоб отримати інтернет у космосі недостатньо оснастити кожен космічний корабель роутером Wi-Fi. Потрібно подолати значні технічні труднощі космічного простору. Серед них – взаємне переміщення планет іноді блокує проходження сигналу. Відстань між космічними кораблями така, що вимагає тривалого очікування відповіді.

«Ми почали виконувати розрахунки використання інтернет-стандартів, які ідеально працюють на Землі. Однак, швидкість світла занадто мала, – каже Серф. – Протоколи TCP/IP не працюють на міжпланетних відстанях, тому ми розробили набір нових».

Серф разом з колегою Робертом Каном розробили протоколи Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). Сьогодні вони є ключовими в роботі інтернету й ними користувався кожен, хто відкривав веб-браузер, користувався додатками з онлайн-доступом, звантажував пошту, тощо.

Особливість TCP/IP в тому, що він вимагає наявності шляху у вигляді проміжних точок – роутерів. Ці роутери з’єднані мідними, волоконно-оптичними дротами чи мобільним зв’язком. Якщо цей шлях розривається, роутер відкидає отриманий пакет даних, а джерело його повторно надсилає. Це досить добре працює на Землі, чиї розміри невеликі у порівнянні зі швидкістю світла та яка має добре розвинену мережу роутерів.

У 2003 році Серф представив набір протоколів disruption/delay-tolerant networking (DTN). Вони також використовують пакети даних, які пересилаються від одного до іншого роутера. Однак до нього додали важливий елемент – проміжні вузли, що запам’ятовують переслану інформацію через них.

Такий проміжний вузол при інтернет-комунікації між Землею та Юпітером може розміщуватися, наприклад, на Марсі. Однак ця планета може бути не завжди в підхожому місці чи положенні для пересилання інформації. Якщо технології наземного інтернету відкинули б такий пакет даних, космічний інтернет збереже цей пакет поки умови для пересилання не стануть сприятливими.

Розроблені Серфом протоколи космічного інтернету вже проходять практичні випробування. У 2004 році сигнали від марсіанських роверів мали отримувати через мережу з трьох гігантських (70 метрів в діаметрі) антен в Австралії, Каліфорнії та Іспанії. Однак канал виявився дуже «вузьким» – лише 28 кілобітів/с. Також радіообладнання працювало на межі можливостей і перегрівалося.

Тоді інженери використали технологію космічного інтернету, створивши мережу з трьох вузлів: марсіанських роверів, космічних супутників та антен на землі.

Технологією космічного інтернету також користується Міжнародна космічна станція. Використовуючи її для експериментів з дистанційного керування роботами-маніпуляторами. Її також залучили на космічний апарат EPOXI, який «прошили» для підтримки відповідних протоколів, коли він знаходився на відстані 81 світлової секунди від Землі.

Космічний інтернет спершу зустрічав великий супротив – інженери хотіли бути певними у його надійності. Адже для них він був новою непізнаною технологією. Серф каже, що йому досі доводиться відстоювати можливості космічного інтернету. Значний прорив, вважає він, відбудеться, коли цю технологію почнуть використовувати комерційні космічні компанії.

Технологія космічного інтернету на базі протоколу DTN може виявитися корисною і на Землі. У віддалених регіонах немає стабільного зв’язку – саме на цей випадок розрахований DTN. Геологи, полярні дослідники, захисники природи, дослідники океану та інші зможуть отримувати дані як тільки з’являтиметься технічна можливість. Пакети даних не зникатимуть безслідно, як це відбувається при використанні технології звичайного інтернету.