معرفی شبکه ارتباطی میان سیاره‌ ای

[YAGHOT SEFID 29,302]

شبکه ارتباطی میان سیاره‌ ای

 

شبکه ارتباطی میان سیاره‌ ای در واقع نسخه‌ای از اینترنت زمینی در مقیاس بسیار گسترده‌ تر و با زیرساخت ‌هایی بسیار بیشتر است. سه بخش اصلی این شبکه بزرگ عبارتند از شبکه بین ‌المللی (Deep Space Network) DSN ناسا به اضافه هفت ماهواره کوچک که دور کره مریخ در حرکت هستند و همچنین یک پروتکل جدید برای انتقال اطلاعات. شبکه بین‌المللی DSN در اختیار سازمان ناساست و از چندین آنتن مخابراتی عظیم تشکیل شده است که از این آنتن ‌ها برای کنترل حرکت فضاپیماهای ناسا استفاده می ‌شود و به نحوی طراحی شده ‌اند که امکان ارتباط همیشگی رادیویی با فضاپیماها را فراهم می ‌کنند. ناسا تجهیزات گسترده این شبکه را در سه سایت مختلف واقع در آدلاید استرالیا، جنوب اسپانیا و سن‌ دیگوی کالیفرنیا مستقر کرده است.

در هر یک از این سایت‌ ها، یک دکل آنتن 35 متری با دقت بسیار بالا، یک آنتن 35 متری برای هدایت پهنای امواج، یک آنتن 26 متری، یک آنتن 70 متری و یک آنتن 12 متری وجود دارد. براساس برنامه ریزی های صورت گرفته، قرار است شبکه DSN به عنوان پل ارتباطی زمین با شبکه ارتباطی میان سیاره‌ ای عمل کند.

محققان سازمان ناسا پیشنهاد کرده‌ اند آنتن‌ های DSN هر روز به مدت 12 ساعت به سمت مریخ یا دیگر سیارات مورد نظر چرخانده شوند تا امکان ارتباط بین زمین و سیاره مربوطه وجود داشته باشد. از سوی دیگر ماهواره‌ هایی هم که در مدار سیاره مربوطه گردش می ‌کنند باید ارتباط دو طرفه موجود را به طور 24 ساعته تامین کنند. یک پایگاه ویژه یا کاوشگر هم می ‌تواند نقش مشابه شبکه DSN برای ورود یا خروج اطلاعات از سیاره مربوطه را داشته باشد. براساس طرحی که پژوهشگران سازمان هوا فضای ایالات متحده برای شبکه ارتباطی مریخ- زمین پیشنهاد کرده‌ اند، شبکه بین‌المللی DSN با شش ماهواره کوچک و یک ماهواره بزرگ به نام Marsat که با فاصله اندکی از مریخ در مدار قرار گرفته است، ارتباط برقرار خواهد کرد. ضمن اینکه هفت ماهواره کوچک به عنوان ماهواره ‌های پخش کننده برای فضاپیماهای سطح مریخ یا نزدیک به آن عمل خواهند کرد. ماهواره Marsat هم وظیفه دریافت داده ‌ها از هر یک از هفت ماهواره و ارسال اطلاعات به زمین را برعهده خواهد داشت، ضمن اینکه بین زمین و سفینه ‌های فضایی، ارتباط پیوسته ‌ای برقرار است و ارسال اطلاعات و تصاویر از سیاره مربوطه را با پهنای باند بالا امکان ‌پذیر می‌کند.

چالش‌های پیش روی اینترنت میان سیاره‌ای

 

در حال حاضر با حل مشکلات فواصل زمینی، متخصصان سازمان هوا فضای ایالات متحده (ناسا) به دنبال روشی برای برقراری ارتباطات پرسرعت با دیگر سیاره‌ ها و فضانوردان مستقر در فضا هستند. بدون شک در آینده ‌ای نزدیک، اینترنت تا نقاط دوردست منظومه شمسی نیز نفوذ خواهد کرد تا بر این اساس سیستمی ارتباطی برای سفر انسان به دیگر کرات هم پایه‌ ریزی شود. سازمان‌ های فضایی به خوبی مطلع هستند که برای شناخت دقیق‌ تر دیگر کرات منظومه شمسی به سیستم ارتباطی پیشرفته ‌تری برای سفرهای فضایی آینده نیاز است.

با وجود سرعت رو به رشد ارتباطات الکترونیکی در جهان، متاسفانه رشد ارتباطات در فضا با سرعت لاک ‌پشتی پیش می ‌رود و البته این مسأله دلایل خاص خود را دارد که اولین آنها فاصله است. اطلاعات روی زمین می ‌تواند حتی با سرعت نور هم حرکت کند (به وسیله فیبر نوری) و همین امر ارتباط همزمان اینترنتی با سراسر جهان را نیز ممکن ساخته است. این در حالی است که هر چه از زمین فاصله بگیریم با تاخیر بیشتری در این زمینه روبه ‌رو خواهیم شد، زیرا نور باید میلیون ‌ها کیلومتر در فضا حرکت کند، در حالی که فاصله بین گیرنده و فرستنده در زمین از چند هزار کیلومتر بیشتر نیست. یکی دیگر از مشکلات ارتباطی فضانوردان، موانع فضایی است. میلیون‌ ها مانع ناشناخته در فضا وجود دارد و هر آنچه بین فرستنده و گیرنده سیگنال ‌ها قرار گیرد، می ‌تواند به راحتی کانال ارتباطی بین فضانورد و پایگاه زمینی را مسدود کرده و اختلال ایجاد کند.

سومین عامل مهم در این زمینه وزن پایگاه‌ های مستقر در فضاست. حمل اشیای سبک وزن به فضا آسان است، در حالی که آنتن‌ های قدرتمندی که بتوانند ارتباط با اعماق فضا را تقویت کرده و به بهترین شکل سیگنال ‌های پیام را منتقل کنند، بسیار سنگین و در نتیجه ارسال آنها به فضا غیرممکن است.

رشد سرعت انتقال اطلاعات میان سیاره‌ای

 

اگر نگاه دقیقی به فضاپیمای روباتیک مریخ پیما در سال 1997 داشته باشیم، متوجه می ‌شویم که فضاپیماها برای ارتباط با زمین از اعماق فضا به ارتباط ویژه و گسترده‌ ای نیاز دارند. در ماموریت مریخ پیمای روباتیک سال 1997، اطلاعات با سرعت 400 بیت در ثانیه به زمین ارسال می ‌شد، در حالی که کامپیوترهای امروزی می ‌توانند حداقل با 500 برابر این سرعت، اطلاعات را منتقل کنند.

ریچارد ویمبسون، کارشناس ارشد امور هوا فضا در مریلند می ‌گوید: در صورت راه‌ اندازی اینترنت بین مریخ و زمین، می ‌توان اطلاعات و داده‌ها را با سرعت یک میلیون بیت در ثانیه منتقل کرد. هر چند این سرعت باز هم از سرعت انتقال روی زمین پایین ‌تر است، ولی برای ارسال تصاویر از دیگر سیارات با جزییات و شفافیت بالا کافی است.

پژوهشگران پروژه‌های سازمان ناسا تخمین می ‌زنند که با آغاز فعالیت شبکه اینترنت فضایی، سرعت آن به تدریج تا 3 مگابیت در ثانیه هم افزایش می ‌یابد؛ حتی در گام ‌های بعدی افراد معمولی هم می ‌توانند به راحتی همراه با فضانوردان در سفرهای فضایی شرکت داشته باشند.