اينترنت ميان سياره اي

[ganjineh]

اينترنت ميان سياره اي
INTERPLANETARY INTERNET


با پيشرفت صنعت هوافضا، سفر انسان به کره مريخ در قرن بيست و يکم دور از انتظار نيست. اما چگونگي برقراري ارتباط با فضانوردان برفراز مريخ سؤالي است که ذهن متخصصان ارتباطات فضايي را به خود مشغول کرده است. دانشمندان، مهندسين و برنامه نويسان مدتي است که بر روي اينترنت ميان سياره اي کار مي کنند تا امکان ارتباط آسان با فضانوردان وجود داشته باشد و ارسال اطلاعات بيشتري به زمين ممکن شود.


اينترنت ميان سياره اي

امروزه به لطف اينترنت و پيشرفت‌هاي صورت گرفته در ارتباطات الکترونيک مي توانيم در يک چشم بر هم زدن با دور افتاده ترين نقاط کره زمين هم به راحتي ارتباط برقرار کنيم. در دهکده جهاني، همه نقاط دنيا به اندازه يک کليک از هم فاصله دارند و ديگر مثل سابق، فاصله، يک محدوديت محسوب نمي شود. اکنون با حل مشکل فاصله‌هاي زميني، دانشمندان و فضانوردان به دنبال راهي براي برقراري همين ارتباط پرسرعت با کرات و ديگر سياره‌هاي منظومه شمسي هستند. فاصله بعدي اينترنت در سال هاي آتي احتمالاً ما را به اعماق دور دست منظومه شمسي خواهد برد تا سيستمي ارتباطي براي سفر انسان به مريخ و ديگر سياره‌ها پايه گذاري کنيم.

عليرغم سرعت روزافزون ارتباطات الکترونيک در زمين، امروزه ارتباطات در فضا با سرعت حلزون پيش مي رود! و دلايل متعددي براي اين امر وجود دارند:

فاصله نور بايد ميليون ها کيلومتر در فضا سفر کند، در صورتي که فاصله بين گيرنده و فرستنده در زمين تنها چند هزار کيلومتر است.

موانع فضايي: ميليون‌ها مانع ناشناخته در فضا وجود دارد و هر چيزي که ميان فرستنده و گيرنده سيگنال ها قرار بگيرد يا مسير را مسدود کند، مي تواند باعث اختلال در ارتباط شود.

وزن: آنتن هاي قدرتمندي که مي توانند ارتباط با اعماق فضا را تقويت کنند، معمولاً سنگين هستند و امکان ارسال آنها به فضا وجود ندارد.




به هم متصل کردن منظومه شمسي!

با نگاهي دقيق تر به مأموريت فضاپيماي راهياب مريخ در سال 1997 در مي يابيم که فضا پيماها براي ارتباط با زمين از اعماق فضا به ارتباط ويژه اي نياز دارند. در مأموريت راهياب، داده ها با سرعت 300 بيت در ثانيه به زمين ارسال مي شد. اين در صورتي است که کامپيوترهايمان مي توانند حداقل 200 برابر اين ميزان داده را در ثانيه منتقل کنند. در صورت راه اندازي اينترنت بين مريخ و زمين، داده ها احتمالاً با سرعت 11000 بيت در ثانيه منتقل خواهند شد. اين سرعت همچنان از سرعت در روي زمين پايين تر است ولي براي ارسال تصاويري با جزئيات بيشتر از سطح کره مريخ تخمين مي زنند که با آغاز فعاليت اين شبکه، سرعت انتقال به تدريج تا يک مگابايت (608, 288,8 بيت) در ثانيه افزايش مي يابد و همگان مي توانند هر وقت که بخواهند به مريخ سفر مجازي داشته باشند.

اينترنت ميان سياره اي در حقيقت نسخه اي از اينترنت زميني در مقياسي عظيم تر و با زيرساختي تکامل يافته تر مي باشد. سه جزء اوليه اين اينترنت به ترتيب زير مي باشند:

? DEEP SPACE NETWORK (DSN) ناسا

? شش ماهواره کوچک که دور کره مريخ قرار مي گيرند

? يک پروتکل جديد براي انتقال داده ها

DSN:

شبکه بين المللي DSN متعلق به ناسا و از چندين آنتن عظيم تشکيل شده است. از اين آنتن ها براي کنترل حرکت فضاپيماهاي ناسا استفاده مي شود و به گونه اي طراحي شده اند که امکان ارتباط مداوم راديويي با فضاپيماها را فراهم مي کنند. ناسا تجهيزات اين شبکه عظيم را در سه سايت مختلف در کاليفرنيا، استراليا و اسپانيا مستقر کرده است. در هر يک از سايت ها يک آنتن 34 متري با دقت بالا، يک آنتن 34 متري براي هدايت پهناي امواج (در کاليفرنيا سه عدد از اين نوع آنتن مستقر است)، يک آنتن 26 متري، يک آنتن 70 متري و يک آنتن 11 متري وجود دارد.

طبق برنامه ريزي هاي صورت گرفته، قرار است DSN به عنوان پل ارتباطي زمين به شبکه اينترنت ميان سياره اي عمل کند.


پروتکل جديد براي انتقال داده ها:

برنامه نويسان آزمايشگاه JPL ناسا، بر روي طراحي پروتکل جديدي براي ارسال فايل ها در فواصل طولاني بين سياره ها و سفينه هاي فضايي کار مي کنند. اين پروتکل مانند پروتکل اينترنت (IP) و پروتکل کنترل انتقالات (TCP) به عنوان زيربناي کلي سيستم عمل خواهد کرد. همان طور که مي دانيد IP و TCP در دهه هفتاد توسط دکتر CERF و همکارانش ايجاد شدند و امروزه به عنوان سيستم پيغام رساني اينترنت زميني عمل مي کنند. اين پروتکل ها، پيغام هاي ارسالي را به بسته هاي متشکل از واحد هاي کوچک داده مي شکنند و سپس آنها را به مقصد مورد نظر ارسال مي کنند.

مهم ترين عامل در طراحي يک پروتکل فضايي سازگاري آن با تأخيرهاي ناشي از انتقال داده در فضا مي باشد. هدف گروه اين است که با راه اندازي پروتکل جديد، حتي در صورت گم شدن تعدادي از بسته‌هاي داده در حين انتقال، خللي به کارايي کلي اينترنت وارد نشود. اين پروتکل همچنين بايد بتواند پارازيت هاي دريافتي به هنگام عبور از ميليون ها کيلومتر فضا را ف_ * ل*_ ت ر کند. يکي از پروتکل هاي پيشنهادي PARCEL TRANSFER PROTOCOL نام دارد که داده ها را در پايگاه ورودي هر سياره ذخيره و سپس ارسال مي کند. اين پروتکل بايد درخواست اطلاعاتي که براي پايگاه ارسال شده را پردازش کرده و آن را به مقصد مورد نظرش ارسال کند. پس از آن اطلاعات را به همان مسيري که تقاضا از آن ارسال شده مي فرستد.




مشکلات نجومي!

راه‌اندازي اينترنت ميان سياره‌اي، سرعت انتقال داده بين زمين و کاوشگرهايي که ميليون ها کيلومتر از زمين فاصله دارند را به ميزان قابل توجهي افزايش خواهد داد. اما قبل از اينکه بتوانيم براي سفرهاي مجازي مان به مريخ برنامه ريزي کنيم، تيم محققان پروژه بايد بر مشکلات و محدوديت هاي فراواني غلبه کنند. بزرگ ترين اين محدوديت ها عبارتند از:

? تأخير در سرعت حرکت نور

? نگهداري از ماهواره ها

? امکان حملات هکرها


تأخير در سرعت حرکت نور

برخلاف فواصل نزديک زميني فاصله بين يک ايستگاه فضايي بر روي زمين و مريخ مي تواند بين 56 ميليون کيلومتر (38 ميليون مايل) باشد. با چنين فواصلي يک سيگنال راديويي ممکن است ساعت ها براي رسيدن به مقصد ش در راه باشد! گرچه اينترنت بين سياره‌اي نمي تواند براي کاهش فاصله ها معجزه کند ولي روش ذخيره و ارسال داده ها به صورت بسته، خطر از دست دادن آنها به خاطر تأخيرهاي ناشي از مسافت را به ميزان چشم گيري کاهش مي دهد.


نگهداري از ماهواره ها

تعمير و عيب يابي ماهواره هايي که بايد در مدار مريخ نصب شوند، خيلي مشکل خواهد بود. به همين جهت اجزاء و قطعات اين ماهواره ها بايد در مقايسه با ماهواره هايي که در مدار زمين مي چرخند از کيفيت بسيار بالاتري برخوردار باشند.


حملات هکري

شايد خطرهک شدن شبکه ارتباطي ميان دو سياره(!) براي خيلي ها دور از نظر و عجيب باشد! اما متأسفانه هکرها با افتخار در تمامي عرصه ها حضور دارند و حتي قبل از راه اندازي اين اينترنت پيشاپيش بزرگ ترين خطر براي آن محسوب مي شوند. پروتکل فضايي بايد برخلاف پروتکل هايي که براي اينترنت ابداع شده در مقابل هکرها نفوذناپذير باشد. تيم برنامه نويسان با نيم نگاهي به پروتکل لايه SSL (SECURE SOCKETS LAYER) که براي نقل و انتقالات مالي در اينترنت استفاده مي شود قصد دارند از آن به عنوان مدلي براي حفظ امنيت در اينترنت ميان سياره اي استفاده کنند، اما تحقيقاتشان در اين زمينه همچنان ادامه دارد.

عليرغم تمامي مشکلات، احتمال اينکه تا ده سال آينده با اينترنت ميان سياره اي به مريخ متصل شويم خيلي زياد است. دانشمندان قصد دارند پس از راه اندازي شبکه مريخ، رفته رفته تمام منظومه شمسي را به هم وصل کنند. به اين ترتيب در سال هاي آتي ديگر براي کاوش در فضا نيازي به سفرهاي خطرناک فضانوردان در اعماق فضا نخواهد بود، فضا از صفحه مانيتورمان براي همگان در دسترس خواهد بود! احتمال اينکه در آينده از سفر مجازي به جزاير قناري خسته شويم و در عوض از کوه هاي مريخ، حلقه هاي زحل و خال عظيم بر روي سياره مشتري (ژوپيتر) ديدن کنيم آنقدرها هم بعيد نيست!