تخيل محاولة إرسال رسالة نصية من المريخ إلى الأرض. أنت تكتب ، "مهلا ، هبطت بأمان - غروب الشمس في مارتيان برية!" ، وضرب إرسال. الآن ... انتظر. وانتظر. بعد حوالي 20 دقيقة (في يوم جيد) ، تصل رسالتك. هذه هي حقيقة التواصل في الفضاء - بعيد كل البعد عن الرسائل الفورية التي اعتدنا عليها على الأرض.
بينما نستعد للبعثات إلى القمر والمريخ وما بعده ، يستمر سؤال واحد في أذهان المهندسين ورواد الفضاء والحكام على حد سواء: كيف نبني إنترنت موثوق ... في الفضاء؟
لماذا شبكات الفضاء هو وحش مختلف
هنا على الأرض ، الإنترنت سريع ، كثيف ، وفي كل مكان. نعتمد على شبكة ضخمة من الكابلات تحت سطح البحر ، والأقمار الصناعية ، والبصريات الألياف ، وأبراج الخلايا لتقديم البيانات بالميلي ثانية. لكن الفضاء؟ الفضاء كبير. لا يمكن تصوره كبير. وفارغة. يقدم الشبكات في الفضاء مجموعة مختلفة تمامًا من التحديات مقارنة بأنظمة الأرض لدينا.
دعونا نلقي نظرة على بعض العقبات:
1. الكمون الذي يبدو مثل الطلب الهاتفي ... أو ما هو أسوأ
هل تتذكر إحباط انتظار 30 ثانية حتى يتم تحميل صفحة ويب مرة أخرى في التسعينيات؟ تخيل الآن انتظار ما يصل إلى 45 دقيقة لإشارة للقيام برحلة ذهابًا وإيابًا بين الأرض والمريخ ، اعتمادًا على مكان وجود الكواكب في مداراتها.
لا يمكنك عقد اجتماع تكبير في الوقت الفعلي مع رائد فضاء على المريخ. لا يوجد FaceTime ، لا ردود سريعة. الشبكات في الفضاء غير متزامنة بشكل أساسي - مثل البريد الإلكتروني ، ولكن مع تأخير أطول بكثير.
2. المسافة تجعل الإشارة تنمو بشكل أضعف
تنتقل البيانات كأمواج راديو أو عوارض ليزر ، ومع تحركها ، تنتشر ويصبح أضعف. كلما سافرت إلى أبعد ، كلما كان عليه محاربة الضوضاء الكونية والإشعاع الشمسي والتداخل من حطام الفضاء أو حتى الأجواء الكوكبية.
لقد تعلمنا أن نركز إشاراتنا باستخدام الهوائيات ذات الأداء العالي والتواصل بالليزر ، ولكن هذه صعبة المحاذاة ، لا سيما على نقل المركبات الفضائية.
3. لا توجد بنية تحتية (حتى الآن)
على الأرض ، نأخذ البنية التحتية أمرا مفروغا منه. في الفضاء ، لا يوجد أجهزة توجيه على الكويكبات أو الأقمار الصناعية التي تدور حول المريخ على استعداد لترتد الميمات الخاصة بك إلى الأرض.
تعمل وكالة ناسا والوكالات الأخرى على إنشاء شبكات متسامح للتأخير (DTN) - وهو نوع من الإنترنت الذي يمكنه تخزين البيانات وإعادة التوجيه ، وتنقل بين العقد عند توفرها. فكر في الأمر مثل Pony Express القائم على الفضاء ، وإرسال البيانات عبر مسافات شاسعة.
4. حدود الطاقة ، النطاق الترددي ، وحدود الأجهزة
المركبات الفضائية لا تعبّر بالضبط خوادم متطورة أو هوائيات 5G. تعمل على الطاقة الشمسية المحدودة ، وتستخدم الإلكترونيات المتخصصة للغاية ، ويضيف كل غرام إضافي إلى تكلفة الإطلاق - مما يجعل الشبكات في الفضاء تحديًا هندسيًا فريدًا.
نحن في الأساس نبني شبكة الإنترنت الفضائية مع موارد أقل ، في ظل ظروف أكثر قسوة ، وبدون أي فنيين إصلاح عند الاتصال.
الأشياء الرائعة التي تحدث الآن
على الرغم من التحديات ، فإن التقدم مثير:
• بروتوكول DTN التابع لناسا في المحطة الفضائية الدولية ومع تحقيقات الفضاء العميق مثل الايبوكسي •
بوابة القمر (محطة طاقتها في ناسا) ستعمل بمثابة اختبار للوصول
المتداخلة بين الطائرات المتداخلة .
والشركات الخاصة تدخل في هذا الحدث أيضًا. SPACEX ، على سبيل المثال ، يقوم ببناء Starlink ، وهو عبارة عن عملية ضباط ضخمة يمكن أن تدعم ذات يوم مهام الكوكبية مع العمود الفقري لأقمار التتابع.
ماذا يعني هذا بالنسبة لنا؟
لم يعد حلم البشر الذين يعيشون ويعملون على كواكب أخرى خيالًا علميًا بعد الآن - إنه فوق الأفق. ولكن لجعلها حقيقية ، نحتاج إلى بناء ليس فقط الصواريخ والموائل ، ولكن شريان الحياة الرقمي عبر الفضاء.
في يوم من الأيام ، قد يقوم رواد الفضاء ببث السطح من أوروبا أو تحميل أوراق البحث الخاصة بهم من تيتان. ولكن في الوقت الحالي ، إنه تسلق بطيء ودقيق نحو الإنترنت الذي يمتد على النظام الشمسي.
لذا في المرة القادمة التي تلعن فيها Wi-Fi لخزانة Netflix ، فقط تذكر: إن مهندسي الإنترنت الفضائي هم الذين يبنون النسخة الأكثر تطرفًا من "العمل عن بُعد" الذي شاهده الكون على الإطلاق.
اقرأ أيضًا: مستقبل الشبكات التي تستهضع الوعد بتكنولوجيا 5G
