อ่าน 8 นาที
อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์
อินเทอร์เน็ต ระหว่างดาวเคราะห์ เป็น เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ในอวกาศที่ประกอบด้วยชุดของ โหนดเครือข่าย ที่สามารถสื่อสารกันได้ [ 1 ] [ 2 ] โหนดเหล่านี้คือยานโคจรและยานลงจอดของดาวเคราะห์...
อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์

| ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ตามขนาด |
|---|
| อินเทอร์เน็ต |
|---|

อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในอวกาศที่ประกอบด้วยชุดของโหนดเครือข่ายที่สามารถสื่อสารกันได้[ 1 ] [ 2 ]โหนดเหล่านี้คือยานโคจรและยานลงจอดของดาวเคราะห์ และสถานีภาคพื้นดินบนโลก ตัวอย่างเช่น ยานโคจรจะรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จาก ยานสำรวจ Curiosityบนดาวอังคารผ่านลิงก์การสื่อสารใกล้ดาวอังคาร ส่งข้อมูลไปยังโลกผ่านลิงก์โดยตรงจากยานโคจรดาวอังคารไปยังสถานีภาคพื้นดินบนโลกผ่านเครือข่ายอวกาศห้วงลึกของ NASAและสุดท้ายข้อมูลจะถูกส่งผ่านอินเทอร์เน็ตภายใน ของโลก [ 3 ]
การสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์มีความล่าช้าอย่างมากเนื่องจากระยะทางระหว่างดาวเคราะห์ เนื่องจากความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดเท่ากับความเร็วแสง เท่านั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีชุดโปรโตคอลและเทคโนโลยีใหม่ที่ทนต่อความล่าช้าและข้อผิดพลาดจำนวนมาก[ 2 ]อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ถูกมองว่าเป็นเครือข่ายอินเทอร์เน็ตแบบจัดเก็บและส่งต่อ ซึ่งมักจะขาดการเชื่อมต่อ มีโครงสร้างพื้นฐานไร้สายที่เต็มไปด้วยลิงก์ที่มีข้อผิดพลาดได้ง่าย และมีความล่าช้าตั้งแต่หลายสิบนาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง แม้ว่าจะมีการเชื่อมต่อก็ตาม[ 4 ]
ณ ปี 2024 หน่วยงานและบริษัทต่างๆ ที่ทำงานเพื่อทำให้เครือข่ายนี้สำเร็จ ได้แก่NASA , ESA , SpaceXและBlue Origin [ 5 ] [ 6 ]
ความท้าทายและเหตุผล
ในการดำเนินการหลักของอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ ดาวเทียมที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงหนึ่งจะสื่อสารกับดาวเทียมของดาวเคราะห์ดวงอื่น ในขณะเดียวกัน ดาวเคราะห์เหล่านี้โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะทางที่ไกลมาก ดังนั้นจึงมีความท้าทายมากมายในการสื่อสาร เหตุผลและความท้าทายที่เกิดขึ้นมีดังนี้: [ 7 ] [ 8 ]
- การเคลื่อนที่และระยะทางไกลระหว่างดาวเคราะห์: การสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์มีความล่าช้าอย่างมากเนื่องจากระยะทางและการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ความล่าช้านั้นแปรผันและยาวนาน ตั้งแต่ไม่กี่นาที (จากโลกถึงดาวอังคาร) ไปจนถึงหลายชั่วโมง (จากพลูโตถึงโลก) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของดาวเคราะห์ การสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์ยังหยุดชะงักเนื่องจากการเรียงตัวของดวงอาทิตย์ ซึ่งรังสีจากดวงอาทิตย์ขัดขวางการสื่อสารโดยตรงระหว่างดาวเคราะห์ ดังนั้น การสื่อสารจึงมีลักษณะของลิงก์ที่สูญเสียและมีการเชื่อมต่อที่ไม่ต่อเนื่อง
- น้ำหนักบรรทุกที่ฝังได้ต่ำ: ดาวเทียมสามารถบรรทุกน้ำหนักบรรทุกได้เพียงเล็กน้อย ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายต่อพลังงาน มวล ขนาด และต้นทุนในการออกแบบฮาร์ดแวร์การสื่อสาร แบนด์วิดท์ที่ไม่สมมาตรจะเป็นผลจากข้อจำกัดนี้[ 9 ] ความไม่สมมาตรนี้มีอัตราส่วนสูงถึง 1000:1 ในส่วนของแบนด์วิดท์ดาวน์ลิงก์ต่ออัพลิงก์
- การขาดโครงสร้างพื้นฐานที่ตายตัว: แผนผังของโหนดที่เข้าร่วมในการสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์ดวงหนึ่งกับอีกดวงหนึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา เนื่องจากการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เส้นทางการสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์จึงถูกวางแผนและกำหนดตารางเวลาไว้แล้ว ไม่ใช่เกิดขึ้นโดยฉวยโอกาส
การออกแบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ต้องคำนึงถึงความท้าทายเหล่านี้เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างประสบความสำเร็จและสื่อสารกับดาวเคราะห์ดวงอื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังต้องใช้ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดในระบบอย่างมีประสิทธิภาพด้วย
การพัฒนา
เทคโนโลยีการสื่อสารในอวกาศได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องจากสถาปัตยกรรมแบบจุดต่อจุดที่มีราคาแพงและเป็นเอกลักษณ์ ไปสู่การนำเทคโนโลยีกลับมาใช้ใหม่ในภารกิจต่อเนื่อง ไปจนถึงการพัฒนาโปรโตคอลมาตรฐานที่หน่วยงานอวกาศของหลายประเทศตกลงร่วมกัน ขั้นตอนสุดท้ายนี้ดำเนินมาตั้งแต่ปี 1982 ผ่านความพยายามของคณะกรรมการที่ปรึกษาระบบข้อมูลอวกาศ (CCSDS) [ 10 ]ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ประกอบด้วยหน่วยงานอวกาศหลักของโลก มีหน่วยงานสมาชิก 11 หน่วยงาน หน่วยงานสังเกตการณ์ 32 หน่วยงาน และพันธมิตรทางอุตสาหกรรมกว่า 119 ราย[ 11 ]
วิวัฒนาการของมาตรฐานระบบข้อมูลอวกาศดำเนินไปควบคู่กับวิวัฒนาการของอินเทอร์เน็ต โดยมีการผสมผสานแนวคิดเมื่อเกิดผลดี แต่โดยส่วนใหญ่แล้วเป็นวิวัฒนาการที่แยกจากกัน ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1990 โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตที่คุ้นเคยและโปรโตคอลการเชื่อมต่ออวกาศ CCSDS ได้รวมและบรรจบกันในหลายๆ ด้าน ตัวอย่างเช่นการถ่ายโอนไฟล์ FTP ที่ประสบความสำเร็จไปยัง STRV 1B ที่ โคจรรอบโลกเมื่อวันที่ 2 มกราคม 1996 ซึ่งใช้ FTP ผ่าน โปรโตคอล ข้อกำหนดโปรโตคอลการสื่อสารอวกาศ (SCPS) ที่คล้ายกับ IPv4 ของ CCSDS [ 12 ] [ 13 ] การใช้โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตโดยไม่มี CCSDS ได้เกิดขึ้นบนยานอวกาศ เช่น การสาธิตบนดาวเทียม UoSAT-12และการใช้งานจริงบนกลุ่มดาวเทียมตรวจสอบภัยพิบัติเมื่อมาถึงยุคที่การสร้างเครือข่ายและ IP บนยานอวกาศได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นไปได้และเชื่อถือได้ การศึกษาภาพรวมในอนาคตจึงเป็นขั้นตอนต่อไป

การศึกษาอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA เริ่มต้นโดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ JPL นำโดยVinton Cerf ผู้บุกเบิกอินเทอร์เน็ตและ Adrian Hookeผู้ล่วงลับ[ 14 ] Cerfได้รับการแต่งตั้งเป็นนักวิทยาศาสตร์รับเชิญที่มีชื่อเสียงที่ JPL ในปี 1998 ในขณะที่ Hooke เป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งและผู้อำนวยการของ CCSDS [ 15 ]
แม้ว่าโปรโตคอล SCPS ที่คล้ายกับ IP จะใช้งานได้จริงสำหรับการส่งข้อมูลระยะสั้น เช่น จากสถานีภาคพื้นดินไปยังยานโคจรจากยานสำรวจไปยังยานลงจอด จากยานลงจอดไปยังยานโคจร จากยานสำรวจไปยังยานบินผ่าน และอื่นๆ แต่จำเป็นต้องมีเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า เพื่อรับข้อมูลจากภูมิภาคหนึ่งของ ระบบสุริยะไปยังอีกภูมิภาคหนึ่ง เห็นได้ชัดว่าแนวคิดเรื่องภูมิภาคเป็นปัจจัยทางสถาปัตยกรรมที่เป็นธรรมชาติของอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์
ภูมิภาค คือ พื้นที่ที่มีลักษณะการสื่อสารเหมือนกัน ลักษณะของภูมิภาครวมถึงการสื่อสาร ความปลอดภัย การบำรุงรักษาทรัพยากร อาจรวมถึงกรรมสิทธิ์ และปัจจัยอื่นๆ อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์เป็น "เครือข่ายของอินเทอร์เน็ตระดับภูมิภาค" [ 16 ]
สิ่งที่จำเป็นจึงเป็นวิธีการมาตรฐานในการสื่อสารแบบครบวงจรผ่านหลายภูมิภาคในสภาพแวดล้อมที่ไม่เชื่อมต่อกันและมีความล่าช้าแปรผันได้ โดยใช้ชุดโปรโตคอลทั่วไป ตัวอย่างของภูมิภาคอาจรวมถึงอินเทอร์เน็ตภาคพื้นดิน ภูมิภาคบนพื้นผิวของดวงจันทร์หรือดาวอังคาร หรือภูมิภาคจากพื้นดินสู่วงโคจร
การตระหนักถึงข้อกำหนดนี้ นำไปสู่แนวคิดของ "บันเดิล" (bundle) ในฐานะวิธีการระดับสูงในการแก้ปัญหาการจัดเก็บและส่งต่อข้อมูลโดยทั่วไป บันเดิลเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาโปรโตคอลใหม่ในเลเยอร์บนของโมเดล OSIเหนือเลเยอร์การขนส่ง (Transport Layer)โดยมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาการรวมข้อมูลการจัดเก็บและส่งต่อเพื่อให้สามารถส่งผ่านสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งประกอบกันเป็น "เครือข่ายอินเทอร์เน็ตระดับภูมิภาค"
เครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTN) ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดใช้งานการสื่อสารแบบมาตรฐานในระยะทางไกลและผ่านความล่าช้าของเวลา หัวใจหลักคือ Bundle Protocol (BP) ซึ่งคล้ายกับ Internet Protocol หรือ IP ที่ทำหน้าที่เป็นหัวใจของอินเทอร์เน็ตบนโลก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Internet Protocol (IP) ทั่วไปและ Bundle Protocol คือ IP ถือว่าเส้นทางข้อมูลเป็นแบบไร้รอยต่อตั้งแต่ต้นจนจบ ในขณะที่ BP ถูกสร้างขึ้นเพื่อรองรับข้อผิดพลาดและการตัดการเชื่อมต่อ ซึ่งเป็นปัญหาที่มักเกิดขึ้นในการสื่อสารในอวกาศลึก[ 17 ]
การจัดเลเยอร์บริการแบบรวมกลุ่ม ซึ่งดำเนินการเป็นชุดโปรโตคอลการรวมกลุ่มสำหรับเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้าจะให้บริการโปรโตคอลที่ทนต่อความล่าช้าแบบอเนกประสงค์เพื่อสนับสนุนแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การโอนการดูแล การแบ่งส่วนและการประกอบใหม่ ความน่าเชื่อถือแบบ end-to-end ความปลอดภัยแบบ end-to-end และการกำหนดเส้นทางแบบ end-to-end เป็นต้น โปรโตคอลการรวมกลุ่มได้รับการทดสอบครั้งแรกในอวกาศบนดาวเทียม UK-DMCในปี 2551 [ 18 ] [ 19 ]

ตัวอย่างหนึ่งของแอปพลิเคชันแบบครบวงจรที่ใช้ในภารกิจอวกาศคือโปรโตคอลการส่งไฟล์ CCSDS (CFDP) ซึ่งใช้ใน ภารกิจสำรวจดาวหาง Deep Impact CFDP เป็นมาตรฐานสากลสำหรับการถ่ายโอนไฟล์อัตโนมัติและเชื่อถือได้ทั้งสองทิศทาง ไม่ควรสับสน CFDP กับCoherent File Distribution Protocol ซึ่งมี ชื่อย่อเดียวกันและเป็น โปรโตคอลทดลองที่ได้รับการบันทึกโดย IETFสำหรับการส่งไฟล์ไปยังเป้าหมายหลายแห่งอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมเครือข่ายที่มีการเชื่อมต่อสูง
นอกเหนือจากการคัดลอกไฟล์จากเอนทิตีหนึ่ง (เช่น ยานอวกาศหรือสถานีภาคพื้นดิน) ไปยังเอนทิตีอื่นได้อย่างน่าเชื่อถือแล้ว CFDP ยังมีความสามารถในการส่งข้อความขนาดเล็กตามที่ผู้ใช้กำหนดไว้ในเมตาเดตาที่แนบมากับไฟล์ได้อย่างน่าเชื่อถือ และยังสามารถส่งคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับการจัดการระบบไฟล์ซึ่งจะถูกดำเนินการโดยอัตโนมัติบนเอนทิตีปลายทางระยะไกล (เช่น ยานอวกาศ) เมื่อได้รับไฟล์สำเร็จอีกด้วย
โปรโตคอล
มาตรฐาน การส่งข้อมูลทางไกล แบบแพ็กเก็ต ของคณะกรรมการที่ปรึกษาระบบข้อมูลอวกาศ ( CCSDS ) กำหนดโปรโตคอลที่ใช้สำหรับการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ของยานอวกาศผ่านช่องสัญญาณอวกาศห้วงลึก ภายใต้มาตรฐานนี้ ภาพหรือข้อมูลอื่น ๆ ที่ส่งจากอุปกรณ์ของยานอวกาศจะถูกส่งโดยใช้แพ็กเก็ตหนึ่งแพ็กเก็ตหรือมากกว่านั้น
คำจำกัดความแพ็กเก็ต CCSDS
แพ็กเก็ตคือกลุ่มข้อมูลที่มีความยาวแตกต่างกันไปในแต่ละแพ็กเก็ต โดยมีขนาดตั้งแต่ 7 ถึง 65,542 ไบต์ รวมทั้งส่วนหัวของแพ็กเก็ตด้วย
- ข้อมูลแบบแพ็กเก็ตจะถูกส่งผ่านเฟรม ซึ่งเป็นบล็อกข้อมูลที่มีความยาวคงที่ ขนาดของเฟรม รวมทั้งส่วนหัวและข้อมูลควบคุม สามารถมีขนาดได้สูงสุดถึง 2048 ไบต์
- ขนาดแพ็กเก็ตจะถูกกำหนดไว้ตายตัวในระหว่างขั้นตอนการพัฒนา
เนื่องจากความยาวของแพ็กเก็ตนั้นแปรผันได้ แต่ความยาวของเฟรมนั้นคงที่ ดังนั้นขอบเขตของแพ็กเก็ตจึงมักไม่ตรงกับขอบเขตของเฟรม
หมายเหตุการประมวลผลทางโทรคมนาคม
โดยทั่วไป ข้อมูลในเฟรมจะได้รับการป้องกันจากข้อผิดพลาดของช่องสัญญาณด้วยรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด
- แม้ว่าข้อผิดพลาดของช่องสัญญาณจะเกินขีดความสามารถในการแก้ไขของรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด แต่โดยส่วนใหญ่แล้ว รหัสแก้ไขข้อผิดพลาดหรือรหัสตรวจจับข้อผิดพลาดแยกต่างหากก็สามารถตรวจพบข้อผิดพลาดได้เสมอ
- เฟรมที่มีข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถแก้ไขได้จะถูกทำเครื่องหมายว่าถอดรหัสไม่ได้และโดยทั่วไปจะถูกลบออก
การจัดการกับการสูญหายของข้อมูล
เฟรมทั้งหมดที่ไม่สามารถถอดรหัสได้ถูกลบไปนั้น เป็นประเภทหลักของการสูญเสียข้อมูลที่ส่งผลกระทบต่อชุดข้อมูลที่ถูกบีบอัด โดยทั่วไปแล้ว การพยายามใช้ข้อมูลที่ถูกบีบอัดจากเฟรมที่ถูกทำเครื่องหมายว่าไม่สามารถถอดรหัสได้นั้น แทบจะไม่มีประโยชน์อะไรเลย
- เมื่อมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในเฟรม บิตของพิกเซลย่อยที่ถูกถอดรหัสไปแล้วก่อนข้อผิดพลาดบิตแรกจะยังคงอยู่ครบถ้วน แต่บิตที่ถอดรหัสแล้วทั้งหมดในส่วนถัดไปมักจะเสียหายโดยสมบูรณ์ ข้อผิดพลาดบิตเดียวมักสร้างความเสียหายได้มากพอๆ กับข้อผิดพลาดหลายบิต
- นอกจากนี้ ข้อมูลที่ถูกบีบอัดมักได้รับการปกป้องด้วยรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพและมีความยาวบล็อกสูง ซึ่งเป็นรหัสประเภทที่มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดของบิตจำนวนมากในเฟรมที่ไม่สามารถถอดรหัสได้
ดังนั้น เฟรมที่มีข้อผิดพลาดที่ตรวจพบจึงใช้งานไม่ได้โดยสิ้นเชิง แม้ว่าจะไม่ถูกลบโดยตัวประมวลผลเฟรมก็ตาม
การสูญเสียข้อมูลนี้สามารถแก้ไขได้ด้วยกลไกต่อไปนี้
- หากเฟรมที่ผิดพลาดหลุดรอดการตรวจจับไปได้ โปรแกรมถอดรหัสจะใช้ข้อมูลเฟรมเหล่านั้นโดยไม่ตรวจสอบราวกับว่าเป็นข้อมูลที่เชื่อถือได้ ในขณะที่หากตรวจพบเฟรมที่ผิดพลาด โปรแกรมถอดรหัสสามารถใช้ข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์แต่ไม่ทำให้เข้าใจผิดเป็นพื้นฐานในการสร้างภาพขึ้นใหม่ได้
- อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยากมากที่เฟรมภาพที่ผิดพลาดจะไม่ถูกตรวจพบ
- สำหรับเฟรมที่เข้ารหัสด้วยรหัส CCSDS Reed–Solomonนั้น มีเฟรมผิดพลาดน้อยกว่า 1 ใน 40,000 เฟรมเท่านั้นที่จะหลุดรอดการตรวจจับไปได้
- เฟรมทั้งหมดที่ไม่ใช้รหัส Reed–Solomon จะใช้ รหัสตรวจจับข้อผิดพลาด แบบ Cyclic Redundancy Check (CRC) ซึ่งมีอัตราข้อผิดพลาดของเฟรมที่ตรวจไม่พบต่ำกว่า 1 ใน 32,000
การดำเนินการ
กลุ่มความสนใจพิเศษอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ของสมาคมอินเทอร์เน็ตได้ทำงานเกี่ยวกับการกำหนดโปรโตคอลและมาตรฐานที่จะทำให้ IPN เป็นไปได้[ 20 ]กลุ่มวิจัยเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTNRG) เป็นกลุ่มหลักที่ทำการวิจัยเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTN) ความพยายามในการวิจัยเพิ่มเติมมุ่งเน้นไปที่การใช้งานต่างๆ ของเทคโนโลยีใหม่นี้[ 21 ]
ยานโคจรสื่อสารดาวอังคารที่ถูกยกเลิกนั้นมีแผนที่จะสร้างการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตระหว่างโลกและดาวอังคาร เพื่อสนับสนุนภารกิจอื่นๆ บนดาวอังคาร แทนที่จะใช้คลื่นวิทยุ ยานดังกล่าวจะใช้การสื่อสารด้วยแสงโดยใช้ ลำแสง เลเซอร์เนื่องจากมีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่า “Lasercom ส่งข้อมูลโดยใช้ลำแสงและองค์ประกอบทางแสง เช่น กล้องโทรทัศน์และเครื่องขยายสัญญาณแสง แทนที่จะใช้สัญญาณคลื่นวิทยุ เครื่องขยายสัญญาณ และเสาอากาศ” [ 22 ]
NASA JPLได้ทดสอบโปรโตคอล DTN กับการทดลอง Deep Impact Networking (DINET) บนยาน อวกาศ Deep Impact / EPOXIในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2551 [ 23 ]
ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2552 DTN ได้ถูกติดตั้งบนอุปกรณ์บรรทุกบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS ) [ 24 ] NASA และ BioServe Space Technologies ซึ่งเป็นกลุ่มวิจัยที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด ได้ทำการทดสอบ DTN อย่างต่อเนื่องบนอุปกรณ์บรรทุก Commercial Generic Bioprocessing Apparatus (CGBA) สองเครื่อง CGBA-4 และ CGBA-5 ทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มการคำนวณและการสื่อสารซึ่งควบคุมจากระยะไกลจากศูนย์ควบคุมการปฏิบัติงานอุปกรณ์บรรทุก (POCC) ของ BioServe ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด[ 25 ] [ 26 ]ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2555 ผู้บัญชาการสถานีอวกาศนานาชาติSunita Williams ได้ควบคุม Mocup (Meteron Operations and Communications Prototype) จากระยะไกล ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ Lego Mindstormsขนาดเท่าแมวที่ติดตั้ง คอมพิวเตอร์ BeagleBoardและเว็บแคม[ 27 ]ซึ่งตั้งอยู่ในศูนย์ปฏิบัติการอวกาศยุโรปในประเทศเยอรมนี ในการทดลองโดยใช้ DTN [ 28 ]การทดลองเบื้องต้นเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับภารกิจในอนาคตที่ DTN จะช่วยให้สามารถขยายเครือข่ายไปยังห้วงอวกาศลึกเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ดวงอื่นและจุดที่น่าสนใจในระบบสุริยะ DTN ถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสำรวจอวกาศ ช่วยให้การส่งข้อมูลกลับจากสินทรัพย์ที่ใช้งานอยู่เป็นไปอย่างทันท่วงที ส่งผลให้ลดความเสี่ยงและต้นทุน เพิ่มความปลอดภัยของลูกเรือ และปรับปรุงการรับรู้การปฏิบัติงานและผลตอบแทนทางวิทยาศาสตร์สำหรับ NASA และหน่วยงานอวกาศอื่นๆ[ 29 ]
นอกจากอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์แล้ว DTN ยังมีขอบเขตการใช้งานหลักหลายด้าน ได้แก่ เครือข่ายเซ็นเซอร์ การสื่อสารทางทหารและยุทธวิธี การกู้คืนจากภัยพิบัติ สภาพแวดล้อมที่เป็นศัตรู อุปกรณ์เคลื่อนที่ และด่านหน้าในพื้นที่ห่างไกล[ 30 ]ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพหมู่บ้านในแถบอาร์กติกที่โดดเดี่ยว หรือเกาะที่อยู่ห่างไกล มีไฟฟ้า คอมพิวเตอร์อย่างน้อยหนึ่งเครื่อง แต่ไม่มีการเชื่อมต่อการสื่อสาร หากเพิ่มฮอตสปอตไร้สายง่ายๆ ในหมู่บ้าน พร้อมกับอุปกรณ์ที่รองรับ DTN เช่น บนรถเลื่อนสุนัขหรือเรือประมง ผู้อยู่อาศัยจะสามารถตรวจสอบอีเมลหรือคลิกบทความในวิกิพีเดีย และคำขอของพวกเขาจะถูกส่งต่อไปยังตำแหน่งเครือข่ายที่ใกล้ที่สุดในการเดินทางครั้งต่อไปของรถเลื่อนหรือเรือ และรับคำตอบเมื่อเดินทางกลับ
วงโคจรของโลก
วงโคจรของโลกอยู่ใกล้พอที่จะใช้โปรโตคอลทั่วไปได้ ตัวอย่างเช่นสถานีอวกาศนานาชาติเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตภาคพื้นดินปกติมาตั้งแต่ 22 มกราคม 2553 เมื่อมีการโพสต์ทวีตครั้งแรกโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือ[ 31 ]อย่างไรก็ตาม สถานีอวกาศยังทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มที่มีประโยชน์ในการพัฒนา ทดลอง และใช้งานระบบที่ประกอบขึ้นเป็นอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ NASA และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้ใช้อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์เวอร์ชันทดลองเพื่อควบคุมยานสำรวจเพื่อการศึกษา ซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์ปฏิบัติการอวกาศยุโรปในดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี จากสถานีอวกาศนานาชาติ การทดลองใช้โปรโตคอล DTN เพื่อสาธิตเทคโนโลยีที่ในอนาคตอาจช่วยให้การสื่อสารแบบอินเทอร์เน็ตสามารถรองรับที่อยู่อาศัยหรือโครงสร้างพื้นฐานบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้[ 32 ]
ดูเพิ่มเติม
- อินเตอร์แพลเน็ต
- เครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า
- เครือข่ายคอมพิวเตอร์ระหว่างกาแล็กซี
- นาโนเน็ตเวิร์ก
- ไอพีเอฟเอส
- ลูน่าเน็ต
ลิงก์ภายนอก
- คณะกรรมการที่ปรึกษาระบบข้อมูลอวกาศ (CCSDS)
- กลุ่มความสนใจพิเศษด้านเครือข่ายระหว่างดาวเคราะห์ (IPNSIG)สมาคมอินเทอร์เน็ต (เดิมชื่อ Chapter)
- กลุ่มวิจัยเครือข่ายที่ทนต่อความล่าช้า (DTNRG)
- การทดสอบอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ครั้งแรกของดาวเทียม UK-DMC
- วิดีโอของ NASA บนYouTube : DINET-DTN พร้อม Vint Cerf
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์
อินเทอร์เน็ต ระหว่างดาวเคราะห์ เป็น เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ในอวกาศที่ประกอบด้วยชุดของ โหนดเครือข่าย ที่สามารถสื่อสารกันได้ [ 1 ] [ 2 ] โหนดเหล่านี้คือยานโคจรและยานลงจอดของดาวเคราะห์...
ความท้าทายและเหตุผล
ในการดำเนินการหลักของอินเทอร์เน็ตระหว่างดาวเคราะห์ ดาวเทียมที่โคจรรอบดาวเคราะห์ดวงหนึ่งจะสื่อสารกับดาวเทียมของดาวเคราะห์ดวงอื่น ในขณะเดียวกัน ดาวเคราะห์เหล่านี้โคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะทางที่ไกลมาก ดังนั้นจึงมีความท้าทายมากมายในการสื่อสาร...
การพัฒนา
เทคโนโลยีการสื่อสารในอวกาศได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องจากสถาปัตยกรรมแบบจุดต่อจุดที่มีราคาแพงและเป็นเอกลักษณ์ ไปสู่การนำเทคโนโลยีกลับมาใช้ใหม่ในภารกิจต่อเนื่อง ไปจนถึงการพัฒนาโปรโตคอลมาตรฐานที่หน่วยงานอวกาศของหลายประเทศตกลงร่วมกัน ขั้นตอนสุดท้ายนี้ดำเนินมาตั้งแต่ปี...
โปรโตคอล
มาตรฐาน การส่งข้อมูลทางไกล แบบแพ็กเก็ต ของคณะกรรมการที่ปรึกษาระบบข้อมูลอวกาศ ( CCSDS ) กำหนดโปรโตคอลที่ใช้สำหรับการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ของยานอวกาศผ่านช่องสัญญาณอวกาศห้วงลึก ภายใต้มาตรฐานนี้ ภาพหรือข้อมูลอื่น ๆ...