Обмен информацией между людьми и организациями, ими созданными — основополагающий критерий существования цивилизации. На Земле со связью дела обстоят хотя и не идеально, но все же неплохо. Тем более, что все больше частных компаний заявляют о планах по созданию глобальной интернет-сети. Дальше всех в этом, конечно, продвинулась компания Илона Маска. В ближайшие несколько лет, если проекты будут реализовываться с текущей скоростью, доступ к сети получит большая часть жителей Земли.

Но как быть с другими планетами? Не будем пока заглядывать сильно наперед, поговорим о Луне и Марсе. Связь там нужна будет, прямо как воздух. Причем каналы связи должны быть одновременно и широкими, и надежными — чтобы передавать большие объемы контента, плюс, что очень желательно — не подводить.

Выход есть

«Отец интернета» Винт Серф еще в 2003 году с коллегами представил новую разработку — специальные пакетные протоколы DTN, которые устойчивы как к сбоям, так и лагам. Принцип работы примерно такой же, как и в наземных сетях. Есть источник данных, есть получатель. А есть маршрутизаторы, которые помогают пакетам данных добраться от источника к получателю.

Но поскольку космос — это не Земля, могут возникать (и обязательно возникнут) проблемы с передачей данных. Поэтому нужны дополнительные узлы, которые будут хранить данные на пути от источника к получателю. В итоге данные смогут добираться без особых проблем, хотя и с большими задержками.

Интересно, что разработанная в 2003 идея появилась не вдруг — это последовательно развивающийся концепт, впервые предложенный еще в 1998 году.

Без надежной связи колонизировать другие планеты будет затруднительно. Ведь если что-то случится — ни совета нельзя будет получить, ни какой либо другой информационной помощи. И это если не говорить об управлении с Земли жизненно важными узлами будущей колонии или модуля.

В 2004 году роверам приходилось передавать данные на Землю напрямую. Сигнал ловили три 70-метровые антенны, установленные в Испании, США и Австралии (Земля вращается, но в любой момент времени одна или несколько антенн держат связь). Но скорость канала все равно была минимальной — всего около 28 Кбит/с. И тогда возникла идея устроить промежуточные узлы хранения данных — и использовать для этого не дополнительные серверы, а ПК тех же роверов и орбитальных аппаратов. Примерно так работает межпланетная сеть до сих пор.

НАСА поддерживает Серфа и постепенно реализовывает проект Disruption Tolerant Networking (DTN).

На основе разработанной технологии вскоре будет развернут «Интернет Солнечной системы» (его аббревиатура на англ. — SSI). Это будет стандартизированная платформа со своими протоколами связи, которые помогут передавать и принимать данные в самых неблагоприятных условиях.

Насколько все это реально?

Более чем. НАСА уже провело несколько успешных экспериментов, которые доказали, что DTN-сети вполне надежны. Первые серьезные испытания проводились в 2008 году, когда при помощи протокола DTN была установлена связь с аппаратом Deep Impact в рамках расширенной миссии EPOXI. Тогда ученым удалось получить 300 изображений с зонда, который расположен на расстоянии свыше 24 млн километров от Земли.

В 2012 году астронавт Сунита Вильямс смогла управлять с МКС роботом в Европейском центре управления космическими полетами. Ну а еще 2 года спустя, в 2014 году, МКС стала одним из постоянных узлов DTN-сети, который предоставляет возможность обеспечивать надежную связь между орбитальными спутниками и Землей.

Что дальше?

В ближайшем будущем агентство планирует развернуть на Луне LTE-сеть. Один из исполнителей проекта — финская компания Nokia, которая уже получила $14,1 млн. И это лишь один из 15 грантов, выделенных для стимуляции развития новых космических технологий. Оборудование для развертывания LTE-сети должно опуститься на поверхность Луны в конце 2022 года, то есть, уже скоро.

Доставлять оборудование будут при помощи Falcon 9 — это самый недорогой на данный момент вариант. Лунные станции планируется сделать полностью автономными, исключив непосредственное вмешательство человека.

Задача, которую поставили ученые при реализации проекта — обеспечить космические аппараты полноценной и быстрой связью. Во всяком случае, в пределах базовой станции. Если все пройдет хорошо и эксперимент докажет свою жизнеспособность, проект будет расширен и с его помощью Земля сможет держать надежную связь с Луной.

На поверхности спутника разного рода аппараты будут общаться посредством TCP/IP, поскольку они станут работать рядом друг с другом. Но вот с Землей связь будет осуществляться по новой технологии. Кстати, на Луне будут устанавливать базовые станции от Nokia Bell Labs, они более экономичны, плюс меньше по размеру, поэтому их несложно разместить на борту ракеты. А вот возможностей у них вполне достаточно для реализации межпланетного интернета.

Пока НАСА вместе с Nokia работают над созданием 4G-сети на Луне, SpaceX собирается «подключать к интернету» Марс. Сделать это планируется при помощи спутников — таких же как Starlink. После того, как они будут выведены на орбиты двух планет, можно будет установить двухстороннюю связь.

«У нас было много причин заняться телекоммуникационным бизнесом. Компании всегда хотят развиваться, и это была хорошая возможность роста для нас, но есть и другие причины. Низкоорбитальная широкополосная группировка никогда не была успешной. Мы всегда ставим перед собой грандиозные, дальновидные цели. И реализовать подобный проект было целью, за которую стоило взяться. Никто ещё не добивался успеха в этой области: Илон Маск (Elon Musk) всегда говорит, что этот бизнес завален трупами компаний, которые не смогли добиться успеха. Так что и для нас это был вызов. Такова была одна из причин. Вторая заключалась в том, что как только мы отправим людей на Марс, им понадобятся средства связи. На самом деле, думаю, будет даже более важным иметь вокруг Марса группировку спутников в духе Starlink. И затем, конечно, нужно соединить две планеты — мы должны обеспечить надёжную связь между Марсом и Землёй», — так рассказывала о космической связи президент компании SpaceX Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell) во время беседы с Time Magazine.

В качестве вывода можно сказать, что объединенные усилия таких мощных организаций, как НАСА, SPaceX, Nokia и других позволят «провести» интернет и на Луну, и на Марс, и, возможно, на другие планеты и объекты Солнечной системы. Определенно, мы живем в том будущем (с технологической точки зрения), о котором ранее приходилось только мечтать. Возможно, человек на Луне и Марсе появится уже через несколько лет, и мы все это увидим почти что в режиме реального времени — так быстро, как только позволяет физика и ограничения на скорость света.