اینترنت در فضا: آیا روی مریخ خبری از نِت هست؟!

23 شهریور 1398 اینترنت در فضا: آیا روی مریخ خبری از نِت هست؟!

روابط عمومی شرکت ایدکو (توزیع کننده محصولات کسپرسکی در ایران)؛ اینترنت تا همین الان هم گوشه‌‌گوشه‌ی کره‌ی زمین را پوشش‌دهی کرده است- منظورمان فقط سطح کره‌ی زمین نیست. حتی می‌شود گفت آنلاین بودن حین سفر با هواپیما هم ماجرایی قدیمی شده است. حالا اگر بگوییم ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) هم مجهز به اینترنت است چه؟!آژانش‌های اکتشافات فضایی دست به کار شده‌اند تا بقیه‌ی سیارات منظومه شمسی ما را مجهز به اینترنت کنند. این وبِ فضایی فقط و فقط هم مخصوص مسائل کاری نیست؛ همچنین به افراد کمک می‌کند وقتی از زمینِ مادرِ خود دورند هم باز با خانه‌هایشان در ارتباط باشند. با ما همراه شوید تا برایتان توضیح دهیم اینترنت در فضا اکنون در چه مرحله‌ای قرار دارد و می‌خواهد در آینده چه سیر تکاملی را طی کند.

WWW در ایستگاه فضایی بین‌المللی

خدمه ایستگاه فضایی بین‌المللی برای اولین بار در سال 2010 به وب دسترسی پیدا کرد. این خدمات دسترسی توسط سازمان ناسا ارائه شده بود. فضانوردان برای اتصال به کامپیوتری در هوستون (آن هم در حالت دسکتاپ و ریموت) از لینک ماهواره‌ای استفاده کرده و از آنجا آنلاین می‌شوند. اینگونه جوانب امنیت بیشتر رعایت می‌شود: حتی اگر لینک یا فایل آلوده‌ای توسط یکی از اعضای خدمه‌ی ISS باز شود، تنها این کامپیوترِ زمینی است که دستکاری خواهد شد و نه چیز دیگری.

تی.جی کریمرِ فضانورد (از سازمان ناسا) با پست کردن اولین توئیت از فضا (بدون کمک) ورودِ وب به ISS را گرامی داشت:

«سلام توییترورس! ما الان داریم زنده از ایستگاه فضایی بین المللی توییت می‌کنیم- اولین توییت زنده از فضا! :) به زودی خبرای بیشتری بهتون می‌دیم»

-تی‌جی کریمر (Astro_TJ @) 22 ژانویه 2010.

اینترنت فضایی روسیه

ظاهراً ISS قرار است بزودی بیش از یک ارائه‌دهنده‌ی اینترنت داشته باشد: روسیه هم قرار است بزودی ایستگاه فضایی خود را به اینترنت مجهز کند. این کار قرار است با استفاده از شبکه‌ای از ماهواره‌های بازپخش Luch که در حال حاضر در مرحله‌ی آپگرید است اجرایی شود.

سال گذشته، الکساندر میسورکین و آنتون اشکاپلرُوِ کیهان‌نورد، آنتن ISS را آپگرید کردند تا بتواند حجم وسیعی از اطلاعات ماهواره‌ای را دریافت نموده و در عین حال رکورد روسیِ مدت‌زمان راهپیمایی فضایی را ثبت کند- 8 ساعت و 12 دقیقه.

به نقل از سرجی کریکالِفِ کیهان‌نورد و سخنگوی روسکوسموس[1]، این تجهیزات جدید از قبل مورد آزمایش قرار گرفته؛ بنابراین ISS بزودی از طریق ماهواره‌های Luch آنلاین خواهند شد.

شاخه‌های ماهواره‌ای

البته که اینترنتی که روی ISS برقرار است سرعتِ اینترنت‌هایی که ما در خانه داریم را ندارد؛ اما به هر حال ارتباطات ماهواره‌ای نسبت به فناوری‌های سیمی مزایایی نیز دارند- از جمله قابل‌دسترسی بودن در جاهایی که علناً نمی‌شود از کابل‌ها استفاده کرد- اما بهر حال چالش‌ها همیشه در کمینند.

سرعت پایین

اگرچه ISS در ارتفاع حدود 400 کیلومتری (نزدیک به 250 مایل) می‌چرخد اما این اطلاعات برای دسترسی به زمین، فاصله‌ی دورتری را پوشش می‌دهد. ابتدا، ISS سیگنالی را به سمت بالا برای ماهواره‌ی بازپخش می‌فرستد که دارد در ارتفاع  35,786 کیلومتری (22 هزار مایل)  بالای زمین پرواز می‌کند. تنها از آنجاست که می‌تواند به سمت ایستگاه ارتباطاتیِ فضای زمینی فرود بیاید. بنابراین کل مسافت تحت پوشش توسط اطلاعات (از طریق ISS) و سیگنال پاسخِ ارسالی به آن تنها 150,000 کیلومتر یا نزدیک به 100,000 مایل است. خیلی زمان‌بَر است مگر نه؟! به نقل از یکی از کارمندان ناسا، تبادل اطلاعات با ISS چیزی حدود نیم ثانیه تأخیر انتقال دارد- نزدیک به 20 برابرِ متوسط کانکشن کابلی.

علاوه بر این، فضانوردان برای چیزی بیش از وب باید به لینک ماهواره‌ای دسترسی داشته باشند. همچنین از آن برای پخش اطلاعات علمی و محتوای ویدیوییِ بسیاری (که همکارانشان روی زمین برای کاربرانی که حیات را در ISS  دنبال می‌کنند پخش کرده و از طریق آن آن را می‌بینند) به مرکز کنترل مأموریت استفاده می‌کنند.

همان لینک ماهواره‌ای نیز کنفرانس‌های ویدیویی و صوتی را (برای ساکنان ISS) با زمین ممکن می‌سازد. در نتیجه، تنها بخش کوچکی از پنهای باند را می‌توان برای توییت‌ها و وبگردی مورد استفاده قرار داد. علاوه بر این، گرچه داون‌لینکِ[2] ماهواره 300 میلیون بیت بر ثانیه (mbps) پهنا دارد اما آپ‌لینک تنها به 25 میلیون بیت بر ثانیه محدود است. از نظر سرعت، کانکشن موجود در ISS را می‌توان به کانکشن مودم‌های دوران قدیم در یک جرگه قرار داد.

از اینها گذشته، ایستگاه در فواصل زمانی خاصی منطقه‌ی پوشش‌دهی این ماهواره را ترک می‌کند. ISS  برای چرخش به دور زمین هر بار به یک ساعت و نیم زمان نیاز دارد و شاید برخی‌اوقات تا سقف 15 دقیقه هم پوشش‌دهی اینترنت نداشته باشد.

سوخت محدود

ماهواره‌ها مدام تماسشان را با زمین حفظ می‌کنند و درست به اندازه‌ی سرعت چرخش سیاره‌مان به دور خودش می‌چرخند تا همیشه در یک نقطه‌ی مکانی بمانند. با این حال، این چرخش باید هر از چندگاهی تنظیم شود؛ در غیر این صورت ممکن است ماهواره‌ها از دسترسی خارج شوند. با استفاده از پیشرانه‌ها این مانورها دارد صورت می‌گیرد؛ اما ماهواره‌ها که اتومبیل یا هواپیما نیستند- آن‌ها نمی‌توانند براحتی با سوخت‌گیری جدید در زمین دوباره به آسمان پرواز کنند.

برای حل این مشکل، شرکت‌های سراسر جهان به دنبال راه‌هایی هستند برای سوخت‌گیری‌ِ مجدد ماهواره‌ها آن هم مستقیم در فضا. سیستم‌هایی که هدفشان ارسال پیشرانه به مدار است دارند در بخش آمریکاییِ ISS مورد آزمایش قرار می‌گیرند (توسط یک شرکت کانادایی MDA و شرکت بریتانیایی-اسرائیلیِEffective Space Solutions). همچنین آژانس فضایی اروپا (ESA) نیز موتوری را ساخته است که می‌تواند از مولکول‌های هوا از لایه‌های بالاییِ جو زمین برای سوخت‌گیری استفاده کند.

کمبود برق

مشکل پیشرانه را می‌توان تا حدی با استفاده از برق حل کرد؛ این راه‌حل می‌تواند مصرف سوخت را کاهش داده و کاری کند تا پیشرانه از طریق پنل‌های خورشیدی تجدید شود. برق نیز مستلزم برقراری ارتباط با زمین و سایر فضاپیماهاست. اما ماهواره‌ها برخی‌اوقات بواسطه‌ی خورشیدِ سیاره‌ی ما محافظت می‌شوند؛ بنابراین با باتری کار می‌کنند (که البته ظرفیت محدودی دارند).

دانشمندان روس راه‌حلی را ارائه‌ داده‌اند که شامل چندین ربات در حال چرخش می‌شود. این ربات‌ها در مدار می‌گردند تا ماهواره‌هایی را که برقشان خالی می‌شود شارژ کنند. ربات‌های مذکور برق را هم از تشعشعات خورشیدی و هم از امواج رادیویی از زمین دریافت خواهند کرد. این فناوری می‌تواند عمر فضاپیما را 1.5 برابر بیشتر نموده و در عین حال با رها کردنشان از باتری‌های اضافی و پنل‌های خورشیدی وزنشان را نیز کمتر کند.

گرمای بیش از حد 

دستگاه‌های تکرارگرِ فضایی یا ماهواره‌های بازپخش –که همیشه با تمام ظرفیتشان کار می‌کنند- در تلاشند مشکل جوش آوردن را حل کنند.

فضای مدار، هوا ندارد و از همین رو پنکه‌هایی که زمانی روی زمین کارشان خنک کردن کامپیوترها بود دیگر اینجا کاری ازشان ساخته نیست. پس گرچه آن بیرون در فضا از سطح زمین خیلی گرم‌تر است، پراکندگی حرارت مشکلی عظیم‌تر است. فضاپیماها برای جلوگیری از گرمای بیش از حد از رادیاتورهای بزرگ استفاده می‌کنند –واحدهایی که گرما را به انتشار اشعه تبدیل می‌کنند. هرقدر ماهواره قدرتمندتر، رادیاتوری که باید خنکش کند نیز بزرگ‌تر. از این رو، برای ارائه‌ی سرمایش نسل جدید ماهواره‌های ارتباطایِ 25 کیلو‌واتی، محققین رادیاتوری بس بزرگ را ساخته‌اند - 4 × 1 m.

اشعه‌های کیهانی

مشکل دیگر بر سر اشعه‌های کیهانی است که هر چیزِ الکترونیک را مختل می‌کند. اینجا روی زمین، میدان مغناطیسی و اتمسفر سیاره است که ما را محافظت می‌کند. اما آن بیرون در مدار چنین چیزی وجود ندارد؛ بنابراین اجزای الکترونیکی‌‌ِ استفاده‌شده در فضاپیما طوری ساخته شده‌اند تا بتوانند اشعه را تاب بیاورند- تشعشعات همواره مشکل بزرگی برای ماهواره‌هاست.

به نقل از پاول وینوگرادوفِ کیهان‌نورد، لپ‌تاپ‌ها -هر چند هم که ماژول‌های ISS بخوبی مورد محافظت قرار داده شده باشند- باز هم خیلی سریع از کار می‌افتند. دوربین‌ها نیز بسیار آسیب‌پذیرند: پیکسل تصاویر به سرعت از بین می‌رود. علاوه بر این، اشعه‌ها همچنان به شدت با سیگنال‌های انتقال داده‌شده از طریق ماهواره‌ها در تداخل است و این امکان وجود دارد که به بخش‌های مجزای مموری را در دستگاه‌های آنبورد آسیب برساند.

اشعه‌ها در مقابل رمزنگاری

تابش یا تشعشعات از عمده علت‌های تبادل اطلاعات بین زمین و خیلی از فضاپیماها بدون رمزنگاری است. اگر اشعه‌ها به محل حافظه‌ی استفاده‌شده برای کلید رمزنگاری آسیب برساند، ارتباطات مختل خواهد شد.

این مشکل برای ماهواره‌های بازپخش (که از طریق همین‌هاست که خدمه‌ی ISS آنلاین می‌شوند) تا این حد حاد نیست. این ماهواره‌ها کم و بیش در هاله‌ی حفاظتی قرار دارند. اما این در مورد خیلی از فضاپیماهایی که در مدار زمینند صدق نمی‌کند.

فقدان رمزنگاری سوژه‌ی بسیار داغ و چالش‌برانگیزی است؛ زیرا ماهواره‌ها دست مانند کامپیوترهای زمینی قابلیت مورد حمله قرار گرفتن را دارند. آژانس فضایی اروپا اخیراً آزماشی را انجام داده که هدفش سامان دادن به این موضوع است. محققین در حال انجام آزمایشاتی روی دو رویکردند تا بتوانند با نازل‌ترین قیمت ارتباطات رمزنگاری‌شده‌ای روی ماهواره‌ها تعبیه کنند.

  1.      یک کلید فرعیِ بازگشت متصل به سخت‌افزار. اگر کلید اصلی دستکاری شد، سیستم بر اساس کلید فرعی یک کلید جدید تولید خواهد کرد. با این حال، تنها تعداد محدودی از چنین کلیدها می‌توانند ساخته شوند.
  2.      تعدادی هسته‌ی یکسانِ ریزپردازشگر. اگر یکی از هسته‌ها از کار افتاد دیگری بتواند در همان حال که هسته‌ی خراب دارد تنظیماتش را مجدداً لود می‌کند (و از همین طریق خودش را تعمیر می‌کند) هر لحظه که نیاز باشد وارد میدان شود.

دستگاهی که کارش آزمایش این روش‌هاست ماه آوریل سال جاری به ISS برده شد و انتظار می‌رود دست‌کم به مدت یکسال کار کند. این دستگاه برپایه‌ی مینی‌کامپیوتر استاندارد Raspberry Pi Zero است که هزینه‌ی نسبتاً کمی هم دارد.

نمی‌توان انتظار داشت در سال‌های آتی ارتباطات ماهواره‌ها در نهایت امنیت باشد؛ با این حال راه آسان دیگری هم برای آپگرید کردن سیستم‌هایی که از پیش به فضا فرستاده شدند وجود ندارد.

اینترنت مریخی

درحالیکه برخی محققین سرگرم ارتقای پنهای باند و لایه‌ی حفاظتی ماهواره‌ هستند، عده‌ای دیگر به فکر ساخت اینترنت بین‌سیاره‌ای‌اند. مشکلات مربوط به این بخش از خیلی جهات با مشکلات که در مورد خدمه‌ی ISS گفتیم شباهت دارد (هرچند مقیاسشان به کل با هم فرق دارد).

برای مثال، 22 دقیقه زمان می‌برد تا سیگنال به مریخ فرستاده شود (بسته به موقعیت سیاره در مقابل زمین). خب این مقیاس خیلی با نیم‌ثانیه تأخیر در ISS فرق دارد. علاوه بر این، ارتباطات مستقیم بین مریخ و زمین هر دو سال یکبار به مدت دو هفته قطع می‌شود (وقتی خورشید بین دو سیاره قرار می‌گیرد و سیگنال‌ها را قطع می‌کند).

اینترنت فضایی همچنین ویژگی‌های مخصوص به خودش را نیز دارد. همه‌ی نودهای این شبکه در حرکتی دائمند. با توجه به اینکه فناوری‌های اینترنتی زمینی در چنین شرایطی هیچ کارایی ندارد، دانشمندان ترتیباتی جایگزین تدارک دیده‌اند تا بشود بین زمین، ماه، مریخ و سیارات دیگر ارتباط ایجاد کرد. همه‌ی اینها بستگی دارد به:

  1.      پروتکل‌های انتقال داده مانند [3]DTN ناسا که برای مدیریت تأخیرهای طولانی، میزان خطاهای بالا و از دسترس خارج‌شدن‌های مکرر نودها ساخته ‌شده‌اند. بر اساس این مدل، نودهای میانی (مانند ماهواره‌ها) اطلاعات را ذخیره می‌کنند تا بتوانند آن را به نودهای بعدی انتقال دهند.
  2.      ترک ارتباطات ماهواره‌ایِ فعلی (مبتنی بر رادیو) و روی آوردن به فناوری‌های اننقال اطلاعات نوری (مانند لیزر). اول اینکه، ارتباطات نوری بیشتر اوقات پهنای باند می‌دهند و دوم اینکه انتقالگرها و گیرنده‌های نوری فشرده‌تر می‌شوند و کمتر به برق نیاز دارند- منابع حیاتی برای هر ماهواره بازپخش.
  3.      ترتیبات ماهواره‌ای‌ای که بواسطه‌شان بشود سیگنال را حول خورشید انتقال داد، حتی اگر خورشید و زمین (یا سایر سیارات روی نت فضایی) در بخش‌های متضادی از این ستاره‌ی جوشان قرار گرفته باشند.

آینده از آنچه فکر می‌کنید به شما نزدیک‌تر است!

همانطور که مستحضر هستید، ارتباط‌گیری با سکنه‌ی مریخی یا ماه از طریق شبکه‌های اجتماعی یا حتی کنفرانس‌های ویدیویی دیگر مثل سابق چیزی غیرقابل تصور و باورنکردنی نیست. البته که هنوز بشر کلی راه دارد تا به عملی کردن این رویاها نیل یابد اما قدم‌های اولیه در این راستا از پیش برداشته شده و آینده از آنچه فکر می‌کنید به شما نزدیک‌تر است.

 

[1]نام کوتاهِ سازمان فضایی فدرال روسیه.

[2]ارتباطي يک طرفه در يک شبکه براي مثال از سروري مانند يک شبکه تلفن همراه به يک گيرنده مانند گوشي تلفن همراه است.

در شبکه هاي تلفن همراه معمولا از انواع دو طرفه استفاده مي شود کهحالت برگشت UPLINK ناميده مي شود. سرعت DOWNLINK معمولا از UPLINK بيشتر است.

 

منبع: کسپرسکی آنلاین (ایدکو)

کسپرسکی اسم یکی از بزرگترین شرکتهای امنیتی و سازنده آنتی ویروس است که برخی از کاربران اشتباهاً این شرکت و محصولات آنتی ویروس آن را با عناوینی نظیر کسپرسکای،کاسپرسکی، کسپراسکای، کسپراسکای، و یا کاسپراسکای نیز می‌شناسد. همچنین لازم به ذکر است مدیرعامل این شرکت نیز یوجین کسپرسکي نام دارد.

محصولات مرتبط

  • Kaspersky Internet Security

    هنگام خرید آنلاین و یا انجام تراکنش‌های بانکی از طریق اینترنت، از اطلاعات حساب بانکی و پولتان مراقبت می‌کنیم. وقتی در فضای سایبری مشغول معاشرت هستید از هویت‌تان حراست می‌کنیم... وقتی در اینترنت ...

    3,778,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Internet Security for Android

    تلفن هوشمند و تبلت شما نیز به اندازه ی کامپیوترتان در برابر حمله های دیجیتالی آسیب پذیرند. به همین خاطر هنگام وب گردی یا استفاده از شبکه های اجتماعی، باید از آنها مراقبت کنید. ...

    1,258,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Total Security

    خانواده، نهادی ارزشمند است؛ پس بالاترین سطح امنیتی خود را به آن اختصاص داده‌ایم. توتال سکیوریتی کسپرسکی به خانواده‌ی شما کمک می‌کند: وقتی دارند در اینترنت گشت می‌زنند، خرید ...

    5,038,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Cloud Password Manager

    Kaspersky Cloud Password Manager ابزار مدیریت کلمه عبور ابری کسپرسکی (KCPM) ضمن ذخیره ایمن تمامی کلمات عبور مورد استفاده شما برای وبسایت‌ها، اپلیکیشن‌ها، و شبکه‌های اجتماعی آنها را در تمامی ...

    1,888,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Safe Kids

    شما می توانید بر ارتباطات اینترنتی کودکان از قبیل فعالیتهای عمومی در فیسبوک، کنترل تماسها و پیامها از طریق دستگاههای اندرویدی نظارت داشته باشید. کمک شما به کودکان بهترین راهنمایی برای آنها ...

    1,888,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Antivirus

    ایجاد فضای امن سایبری ابتدا با محافظت از دستگاه پی‌سی‌تان شروع می‌شود. از همین رو آنتی‌ویروس کسپرسکی دستگاه پی‌سی شما را در برابر ویروس‌ها، باج‌افزارها، عملیات‌های فیشینگ، جاسوس‌افزار، وبسایت‌ها ...

    2,518,800 ریال
    خرید
  • Kaspersky Small Office Security

    محافظت در حین کار Kaspersky Small Office Security به طور خاص برای سازمان‌هایی طراحی شده است که 5 تا 25 دستگاه کامپیوتر در خود جای داده‌اند. نصب آن بسیار آسان است؛ مدیریت آن ...

    4,536,000 ریال
    خرید

نظر خودتان را ارسال کنید


کاربر گرامی چنانچه تمایل دارید، نقد یا نظر شما به نام خودتان در سایت ثبت شود، لطفاً وارد سایت شوید.
*نظر
کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت محفوظ و متعلق به شرکت گسترش خدمات تجارت الکترونیک ایرانیان است و هر گونه کپی برداری از آن پیگرد قانونی دارد