تخيل أنك تحاول إرسال رسالة نصية من المريخ إلى الأرض. تكتب: "مرحباً، هبطت بسلام - غروب الشمس على المريخ مذهل!"، ثم تضغط على زر الإرسال. الآن... انتظر. وانتظر. بعد حوالي 20 دقيقة (في يوم جيد)، تصل رسالتك. هذه هي حقيقة التواصل في الفضاء - وهو أمر مختلف تماماً عن المراسلة الفورية التي اعتدنا عليها هنا على الأرض.
بينما نستعد لمهام إلى القمر والمريخ وما وراءهما، يظل سؤال واحد يتردد في أذهان المهندسين ورواد الفضاء والحالمين على حد سواء: كيف نبني إنترنت موثوقًا به... في الفضاء؟
لماذا تُعدّ شبكات الفضاء موضوعًا مختلفًا؟
هنا على الأرض، الإنترنت سريع وكثيف ومتوفر في كل مكان. نعتمد على شبكة ضخمة من الكابلات البحرية والأقمار الصناعية والألياف الضوئية وأبراج الاتصالات لنقل البيانات في أجزاء من الثانية. أما الفضاء؟ فهو شاسع، شاسع بشكل لا يُتصور، وفارغ. لذا، فإن إنشاء الشبكات في الفضاء يطرح تحديات مختلفة تمامًا مقارنةً بأنظمتنا الأرضية.
دعونا نلقي نظرة على بعض العقبات:
1. زمن استجابة يشبه الاتصال الهاتفي... أو أسوأ
هل تتذكر الإحباط الناتج عن انتظار 30 ثانية لتحميل صفحة ويب في التسعينيات؟ تخيل الآن الانتظار لمدة تصل إلى 45 دقيقة للحصول على إشارة للقيام برحلة ذهابًا وإيابًا بين الأرض والمريخ، اعتمادًا على مكان وجود الكواكب في مداراتها.
لا يمكنك عقد اجتماع عبر تطبيق زووم مع رائد فضاء على سطح المريخ في الوقت الفعلي. لا يوجد تطبيق فيس تايم، ولا ردود سريعة. التواصل في الفضاء غير متزامن بطبيعته - مثل البريد الإلكتروني، ولكن مع تأخير أطول بكثير.
2. المسافة تُضعف الإشارة
تنتقل البيانات على شكل موجات راديوية أو أشعة ليزر، ومع تحركها، تتباعد وتضعف. وكلما زادت المسافة التي تقطعها، زادت مقاومتها للضوضاء الكونية والإشعاع الشمسي والتداخل الناتج عن الحطام الفضائي أو حتى الغلاف الجوي للكواكب.
لقد تعلمنا كيفية تركيز إشاراتنا باستخدام هوائيات عالية الكسب واتصالات الليزر، ولكن من الصعب ضبط هذه الهوائيات، خاصة على المركبات الفضائية المتحركة.
3. لا توجد بنية تحتية (حتى الآن)
على الأرض، نعتبر البنية التحتية أمراً مفروغاً منه. أما في الفضاء، فلا توجد أجهزة توجيه على الكويكبات أو أقمار صناعية تدور حول المريخ جاهزة لإعادة إرسال منشوراتك المضحكة إلى الأرض.
تعمل وكالة ناسا ووكالات أخرى على إنشاء شبكة ذات قدرة تحمل عالية للتأخير (DTN)، وهي نوع من الإنترنت قادر على تخزين البيانات وإعادة توجيهها، والتنقل بين العقد كلما أصبحت متاحة. تخيلها كخدمة بريد سريعة فضائية، تنقل البيانات عبر مسافات شاسعة.
4. حدود الطاقة وعرض النطاق الترددي والأجهزة
لا تحمل المركبات الفضائية خوادم متطورة أو هوائيات الجيل الخامس. فهي تعمل على طاقة شمسية محدودة، وتستخدم إلكترونيات متخصصة للغاية، وكل غرام إضافي يزيد من تكلفة الإطلاق، مما يجعل إنشاء الشبكات في الفضاء تحديًا هندسيًا فريدًا.
نحن في الأساس نبني شبكة إنترنت فضائية بموارد أقل، وفي ظل ظروف أقسى، وبدون فنيي صيانة متاحين عند الطلب.
الأشياء الرائعة التي تحدث الآن
على الرغم من التحديات، فإن التقدم أمر مثير:
• بروتوكول DTN التابع لناسا على متن محطة الفضاء الدولية ومع مجسات الفضاء السحيق مثل EPOXI
. • بوابة القمر (محطة ناسا المخطط لها والتي تدور حول القمر) بمثابة منصة اختبار للاتصالات بين الكواكب.
• الإنترنت الفضائي القائم على الليزر - والذي يُطلق عليه الاتصالات الضوئية - بروابط أسرع وأعلى سعة بين الكواكب.
وتشارك الشركات الخاصة في هذا المجال أيضاً. فشركة سبيس إكس، على سبيل المثال، تقوم ببناء ستارلينك، وهي كوكبة ضخمة من الأقمار الصناعية التي يمكن أن تدعم يوماً ما مهمات استكشاف الكواكب من خلال شبكة من أقمار الترحيل.
ماذا يعني هذا بالنسبة لنا؟
لم يعد حلم عيش البشر وعملهم على كواكب أخرى ضرباً من الخيال العلمي، بل أصبح قاب قوسين أو أدنى. ولكن لتحقيق هذا الحلم، نحتاج ليس فقط إلى بناء صواريخ ومساكن، بل أيضاً إلى شبكة رقمية تربطنا عبر الفضاء.
قد يتمكن رواد الفضاء يوماً ما من البث المباشر من سطح أوروبا أو تحميل أبحاثهم من تيتان. لكن في الوقت الراهن، لا يزال الطريق بطيئاً وحذراً نحو شبكة إنترنت تمتد عبر النظام الشمسي.
لذا في المرة القادمة التي تلعن فيها شبكة الواي فاي الخاصة بك بسبب التخزين المؤقت لنتفليكس، تذكر فقط: مهندسو الإنترنت الفضائيون موجودون هناك لبناء النسخة الأكثر تطرفًا من "العمل عن بعد" التي شهدها الكون على الإطلاق.
اقرأ أيضاً: مستقبل الشبكات - استكشاف وعود تقنية الجيل الخامس
