اینترنت میان سیاره ای

INTERPLANETARY INTERNET

با پیشرفت صنعت هوافضا، سفر انسان به کره مریخ در قرن بیست و یکم دور از انتظار نیست. اما چگونگی برقراری ارتباط با فضانوردان برفراز مریخ سؤالی است که ذهن متخصصان ارتباطات فضایی را به خود مشغول کرده است. دانشمندان، مهندسین و برنامه نویسان مدتی است که بر روی اینترنت میان سیاره ای کار می کنند تا امکان ارتباط آسان با فضانوردان وجود داشته باشد و ارسال اطلاعات بیشتری به زمین ممکن شود.

اینترنت میان سیاره ای

امروزه به لطف اینترنت و پیشرفت‌های صورت گرفته در ارتباطات الکترونیک می توانیم در یک چشم بر هم زدن با دور افتاده ترین نقاط کره زمین هم به راحتی ارتباط برقرار کنیم. در دهکده جهانی، همه نقاط دنیا به اندازه یک کلیک از هم فاصله دارند و دیگر مثل سابق، فاصله، یک محدودیت محسوب نمی شود. اکنون با حل مشکل فاصله‌های زمینی، دانشمندان و فضانوردان به دنبال راهی برای برقراری همین ارتباط پرسرعت با کرات و دیگر سیاره‌های منظومه شمسی هستند. فاصله بعدی اینترنت در سال های آتی احتمالاً ما را به اعماق دور دست منظومه شمسی خواهد برد تا سیستمی ارتباطی برای سفر انسان به مریخ و دیگر سیاره‌ها پایه گذاری کنیم.

علیرغم سرعت روزافزون ارتباطات الکترونیک در زمین، امروزه ارتباطات در فضا با سرعت حلزون پیش می رود! و دلایل متعددی برای این امر وجود دارند:

فاصله نور باید میلیون ها کیلومتر در فضا سفر کند، در صورتی که فاصله بین گیرنده و فرستنده در زمین تنها چند هزار کیلومتر است.

موانع فضایی: میلیون‌ها مانع ناشناخته در فضا وجود دارد و هر چیزی که میان فرستنده و گیرنده سیگنال ها قرار بگیرد یا مسیر را مسدود کند، می تواند باعث اختلال در ارتباط شود.

وزن: آنتن های قدرتمندی که می توانند ارتباط با اعماق فضا را تقویت کنند، معمولاً سنگین هستند و امکان ارسال آنها به فضا وجود ندارد.

به هم متصل کردن منظومه شمسی!

با نگاهی دقیق تر به مأموریت فضاپیمای راهیاب مریخ در سال 1997 در می یابیم که فضا پیماها برای ارتباط با زمین از اعماق فضا به ارتباط ویژه ای نیاز دارند. در مأموریت راهیاب، داده ها با سرعت 300 بیت در ثانیه به زمین ارسال می شد. این در صورتی است که کامپیوترهایمان می توانند حداقل 200 برابر این میزان داده را در ثانیه منتقل کنند. در صورت راه اندازی اینترنت بین مریخ و زمین، داده ها احتمالاً با سرعت 11000 بیت در ثانیه منتقل خواهند شد. این سرعت همچنان از سرعت در روی زمین پایین تر است ولی برای ارسال تصاویری با جزئیات بیشتر از سطح کره مریخ تخمین می زنند که با آغاز فعالیت این شبکه، سرعت انتقال به تدریج تا یک مگابایت (608, 288,8 بیت) در ثانیه افزایش می یابد و همگان می توانند هر وقت که بخواهند به مریخ سفر مجازی داشته باشند.

اینترنت میان سیاره ای در حقیقت نسخه ای از اینترنت زمینی در مقیاسی عظیم تر و با زیرساختی تکامل یافته تر می باشد. سه جزء اولیه این اینترنت به ترتیب زیر می باشند:

? DEEP SPACE NETWORK (DSN) ناسا

? شش ماهواره کوچک که دور کره مریخ قرار می گیرند

? یک پروتکل جدید برای انتقال داده ها

DSN:

شبکه بین المللی DSN متعلق به ناسا و از چندین آنتن عظیم تشکیل شده است. از این آنتن ها برای کنترل حرکت فضاپیماهای ناسا استفاده می شود و به گونه ای طراحی شده اند که امکان ارتباط مداوم رادیویی با فضاپیماها را فراهم می کنند. ناسا تجهیزات این شبکه عظیم را در سه سایت مختلف در کالیفرنیا، استرالیا و اسپانیا مستقر کرده است. در هر یک از سایت ها یک آنتن 34 متری با دقت بالا، یک آنتن 34 متری برای هدایت پهنای امواج (در کالیفرنیا سه عدد از این نوع آنتن مستقر است)، یک آنتن 26 متری، یک آنتن 70 متری و یک آنتن 11 متری وجود دارد.

طبق برنامه ریزی های صورت گرفته، قرار است DSN به عنوان پل ارتباطی زمین به شبکه اینترنت میان سیاره ای عمل کند.

پروتکل جدید برای انتقال داده ها:

برنامه نویسان آزمایشگاه JPL ناسا، بر روی طراحی پروتکل جدیدی برای ارسال فایل ها در فواصل طولانی بین سیاره ها و سفینه های فضایی کار می کنند. این پروتکل مانند پروتکل اینترنت (IP) و پروتکل کنترل انتقالات (TCP) به عنوان زیربنای کلی سیستم عمل خواهد کرد. همان طور که می دانید IP و TCP در دهه هفتاد توسط دکتر CERF و همکارانش ایجاد شدند و امروزه به عنوان سیستم پیغام رسانی اینترنت زمینی عمل می کنند. این پروتکل ها، پیغام های ارسالی را به بسته های متشکل از واحد های کوچک داده می شکنند و سپس آنها را به مقصد مورد نظر ارسال می کنند.

مهم ترین عامل در طراحی یک پروتکل فضایی سازگاری آن با تأخیرهای ناشی از انتقال داده در فضا می باشد. هدف گروه این است که با راه اندازی پروتکل جدید، حتی در صورت گم شدن تعدادی از بسته‌های داده در حین انتقال، خللی به کارایی کلی اینترنت وارد نشود. این پروتکل همچنین باید بتواند پارازیت های دریافتی به هنگام عبور از میلیون ها کیلومتر فضا را فیلتر کند. یکی از پروتکل های پیشنهادی PARCEL TRANSFER PROTOCOL نام دارد که داده ها را در پایگاه ورودی هر سیاره ذخیره و سپس ارسال می کند. این پروتکل باید درخواست اطلاعاتی که برای پایگاه ارسال شده را پردازش کرده و آن را به مقصد مورد نظرش ارسال کند. پس از آن اطلاعات را به همان مسیری که تقاضا از آن ارسال شده می فرستد.

مشکلات نجومی!

راه‌اندازی اینترنت میان سیاره‌ای، سرعت انتقال داده بین زمین و کاوشگرهایی که میلیون ها کیلومتر از زمین فاصله دارند را به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد. اما قبل از اینکه بتوانیم برای سفرهای مجازی مان به مریخ برنامه ریزی کنیم، تیم محققان پروژه باید بر مشکلات و محدودیت های فراوانی غلبه کنند. بزرگ ترین این محدودیت ها عبارتند از:

? تأخیر در سرعت حرکت نور

? نگهداری از ماهواره ها

? امکان حملات هکرها

تأخیر در سرعت حرکت نور

برخلاف فواصل نزدیک زمینی فاصله بین یک ایستگاه فضایی بر روی زمین و مریخ می تواند بین 56 میلیون کیلومتر (38 میلیون مایل) باشد. با چنین فواصلی یک سیگنال رادیویی ممکن است ساعت ها برای رسیدن به مقصد ش در راه باشد! گرچه اینترنت بین سیاره‌ای نمی تواند برای کاهش فاصله ها معجزه کند ولی روش ذخیره و ارسال داده ها به صورت بسته، خطر از دست دادن آنها به خاطر تأخیرهای ناشی از مسافت را به میزان چشم گیری کاهش می دهد.

نگهداری از ماهواره ها

تعمیر و عیب یابی ماهواره هایی که باید در مدار مریخ نصب شوند، خیلی مشکل خواهد بود. به همین جهت اجزاء و قطعات این ماهواره ها باید در مقایسه با ماهواره هایی که در مدار زمین می چرخند از کیفیت بسیار بالاتری برخوردار باشند.

حملات هکری

شاید خطرهک شدن شبکه ارتباطی میان دو سیاره(!) برای خیلی ها دور از نظر و عجیب باشد! اما متأسفانه هکرها با افتخار در تمامی عرصه ها حضور دارند و حتی قبل از راه اندازی این اینترنت پیشاپیش بزرگ ترین خطر برای آن محسوب می شوند. پروتکل فضایی باید برخلاف پروتکل هایی که برای اینترنت ابداع شده در مقابل هکرها نفوذناپذیر باشد. تیم برنامه نویسان با نیم نگاهی به پروتکل لایه SSL (SECURE SOCKETS LAYER) که برای نقل و انتقالات مالی در اینترنت استفاده می شود قصد دارند از آن به عنوان مدلی برای حفظ امنیت در اینترنت میان سیاره ای استفاده کنند، اما تحقیقاتشان در این زمینه همچنان ادامه دارد.

علیرغم تمامی مشکلات، احتمال اینکه تا ده سال آینده با اینترنت میان سیاره ای به مریخ متصل شویم خیلی زیاد است. دانشمندان قصد دارند پس از راه اندازی شبکه مریخ، رفته رفته تمام منظومه شمسی را به هم وصل کنند. به این ترتیب در سال های آتی دیگر برای کاوش در فضا نیازی به سفرهای خطرناک فضانوردان در اعماق فضا نخواهد بود، فضا از صفحه مانیتورمان برای همگان در دسترس خواهد بود! احتمال اینکه در آینده از سفر مجازی به جزایر قناری خسته شویم و در عوض از کوه های مریخ، حلقه های زحل و خال عظیم بر روی سیاره مشتری (ژوپیتر) دیدن کنیم آنقدرها هم بعید نیست!

منبع : نشریه اینترنت