在未來軌道器，流動站，深空探測器，甚至人類太空棲息地將成為物聯網上的節點
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在最近一次關於太空商業的峰會上，美國太空和火箭中心主任德博拉·巴恩哈特被問到她是否對人類在火星上說的第一句話有任何預測。
絕大多數情況下人類可能會說“Wi-Fi密碼是什麼？”巴恩哈特說。
雖然這句話並不像尼爾阿姆斯特朗歷史悠久的“一個人的一小步，人類的一大步”，這句話是50年前在月球上說的，它確實反映了這樣一個現實：無論我們走到哪裡，互聯網都將追隨人類—即使這意味著進入太空或其他星球的表面。
自太空飛行開始以來，大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜，並且通常不會在少數設備之外共享鏈路。
但是如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系那這個目標本身就是一個激烈辯論的話題 ：我們將需要一個軌道互聯網革命，以支持航天人口對海量數據的需求。即使空間在很大程度上仍然是機器人的領域，聯網設備也有能力收集和分發與當今使用的無線電連接有關的大量信息。
任何在路由器位於同一房間時經歷過不穩定連接的人可能會對在外太空建立功能性互聯網的願景持懷疑態度。但自20世紀90年代以來，美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網絡（DTN）的東西，它可以將太空系統中的航天器，流動站和著陸器連接到地球。
美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通信建築師大衛·以色列在電話中說：“DTN協議對太陽系的作用就像互聯網協議對地球的作用一樣，互聯網協議允許我們從一開始就使用現有的電話線，並開始共同建立網絡系統。”
他解釋說，DTN將為太空設備提供相同的網絡優勢。
Concept art of DTN system. Image: NASA
在太空中建立互聯網的項目與正在進行的建立巨大衛星網絡星座的努力有關，但又有所不同。SpaceX，OneWeb，波音和許多其他商業實體正在競相發射互聯網衛星，這可能會導致在未來10年內在近地軌道部署數千個新航天器。
在很大程度上，衛星網絡將致力於提高地球上人們和設備使用寬帶的速度、效率和可用性。
相比之下，DTN會將物聯網擴展到深空和其他星球，從而徹底改變人類與航天器的互動方式。
實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱：延遲和中斷。
由於近乎瞬時的連接，地球上的互聯網流量激增，但這種奢侈在外太空是不可能的。
光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘，到達太陽系外需要幾個小時，所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷，從而切斷網絡中節點之間的通信。
大約20年前，美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的研究人員與互聯網先驅Vint Cerf合作克服了這些挑戰。JPL的空間通信網絡架構師J. Leigh Torgerson自成立以來就一直在這個團隊工作。
“我們很快意識到標準互聯網協議不適合星際使用，”Torgerson在一封電子郵件中說。他解釋說，互聯網協議假設有大量的聊天交互，只有幾毫秒的雙向延遲，但沒有能力存儲數據。
為了解決這個問題，DTN團隊開發了“捆綁協議”，這是一個自動在節點上存儲數據的系統，直到網絡鏈中的下一個鏈路牢固地建立起來。
由於DTN專為延遲和中斷而設計，因此在地球上經常遇到鏈路中斷的環境中也很有用。
“DTN已經被用於分佈式地震傳感器網絡，跟蹤和監測野生動物（具有DTN的跟蹤項圈），湖泊水質監測以及許多有趣的地面應用，”Torgerson指出。
正如目前設想的那樣，DTN將把地球上的互聯網協議連接到整個太陽系的設備上，也許最終還會連接到其他星球上。換句話說，捆綁協議並不是傳統internet套件的替代品，而是連接它們的基於空間的覆蓋層。
伊斯雷爾推測說：“如果你要去月球度假，並帶上你的筆記本電腦，你可能仍然可以使用相同的Wi-Fi接口，並能夠在當地進行操作。” “但是，如果你想將來自月球的信息傳遞迴地球上的朋友，或者是火星上的冒險朋友，你的信息將通過捆綁協議進行傳遞。它不會在本地IP上。“
在太陽系中散佈當地熱點的想法也吸引了私人空間領域人們的想象力。
2013年，空間通信專家兼企業家M. Brian Barnett帶領一個團隊從美國太空港發送短信，向距離地面72英里以上的UP航天航天器發送短信。來自新墨西哥州阿爾伯克基的高中生參加了這項實驗，因此，很自然地飛船上收到的第一條短信是:“祝你好運，寶貝。”
“這就是它的全部魅力，”巴內特在電話中說。“這樣就可以很容易地與航天器上的某物進行通信——無論是人、有效載荷還是機器。”
受實驗成功的啟發，Barnett於2017年創立了Solstar Space Co.，旨在建立一個商業互聯網服務，將地球上的客戶與太空設備連接起來。“最初的應用之一是允許太空科學家在任何連接互聯網的設備的太空飛行中與他們的實驗進行雙向互動，”他說。Barnett補充說，長期目標是讓“普通人能夠更容易地與太空探索互動，感受其中的一部分”。
Solstar團隊在2018年Blue Origin的New Shepard太空艙飛行測試是朝著這一互動空間Wi-Fi願景邁出了重要一步，這是一種主要為遊客設計的商用亞軌道太空船。
Blue Origin
作為技術演示的一部分，新謝潑德攜帶施密特太空通信器，這是一種以阿波羅17號宇航員哈里森施密特命名的Solstar裝置，距離地球表面66英里。
“你可以把它想象成一個路由器，”巴內特在描述施密特通信器時說。“這就像你家裡的無線設備可以提供Wi-Fi，但它是專門為太空環境和我們正在飛行的宇宙飛船設計的。”
儘管在飛行前出現了一些信號連接問題，但巴內特和他的同事們還是能夠使用該通信器在太空中發佈第一條商業推特。
這項技術可以為機器人任務開闢新的溝通渠道，但Solstar團隊也希望為未來的太空遊客開發這種技術。新謝潑德(New Shepard)等航天器上的Wi-Fi熱點可以讓乘客在飛行過程中上網，並上傳他們在太空中必不可少的自拍。
由於目前航天器和地面站之間的通信是由政府組織協調的，這減緩了信息流動，Solstar團隊預測，未來將會有一個由私營公司運營的更加靈活的互聯網連接市場。
這就提出了一種可能性，即空間互聯網基礎設施可能沿著與地面互聯網類似的路線發展。地面互聯網由非專有協議支撐，但也容納商業服務提供商。
公共和私人開發者之間的相互作用引領了數字時代，但也導致了數字鴻溝和對網絡中立性的擔憂。在現階段，太空互聯網還不夠成熟，不足以成為這些不平等現象的載體，但這是開發者們在未來要考慮的問題。
伊斯雷爾說:“我們想從互聯網上吸取教訓。“我們正進入一個時代，這個時代很像早期的互聯網時代。目前還沒有一個大的商業市場，我們正在把基礎設施就位，所以我們希望努力建立同樣開放的架構。”
除了建立非專有的基地基礎設施外，太空數據系統諮詢委員會(CCSDS)等監管機構還必須預見星際互聯網的網絡安全風險。
伊斯雷爾指出，加密將是DTN的一個特別重要的功能，以防止黑客複製或改變將存儲在單個節點上的信息包。他說:“我們正在建設更好的設施，從一開始就解決安全問題。”
託格森表示，DTN“從一開始就是為了徹底解決網絡安全問題而設計的”，該網絡的安全協議由CCSDS標準化，互聯網工程特別工作組(Internet Engineering Task Force)也正在標準化。
將物聯網擴展到終極前沿的想法過去只是一個假設，但現在正穩步走向現實。DTN已經在軌道上進行了多次測試，目前一個版本正在國際空間站上使用。NASA的浮游生物、氣溶膠、雲、海洋生態系統(PACE)飛船計劃於2022年發射，將成為第一個使用DTN的科學任務。
與此同時，歐洲、韓國和日本的航天機構也在將DTN的概念整合到未來的任務計劃中。
正如伊斯雷爾所指出的，這些發展中最誘人的事情之一是，它們似乎反映了地球上互聯網的早期。儘管互聯網的基本功能從誕生之日起就被人們所接受，但沒有人能夠預見到它的所有千變萬化的變化，也沒有人能夠預見到它將以何種深遠的方式重塑社會。
同樣，很難預測未來的更精細的細節，在未來，軌道飛行器、漫遊者、深空探測器，甚至人類的太空棲息地都是物聯網的節點。唯一安全的預測是，這些錯綜複雜的東西將由政府、企業和個人用戶之間的複雜交互所塑造——就像地面互聯網一樣。
在火星上說的第一句話很可能是:Wi-Fi密碼是什麼?但一個很好的後續問題是:一旦你在地球之外上網，你想做什麼?
來源：vice Becky Ferreira
