在未来轨道器，流动站，深空探测器，甚至人类太空栖息地将成为物联网上的节点
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在最近一次关于太空商业的峰会上，美国太空和火箭中心主任德博拉·巴恩哈特被问到她是否对人类在火星上说的第一句话有任何预测。
绝大多数情况下人类可能会说“Wi-Fi密码是什么？”巴恩哈特说。
虽然这句话并不像尼尔阿姆斯特朗历史悠久的“一个人的一小步，人类的一大步”，这句话是50年前在月球上说的，它确实反映了这样一个现实：无论我们走到哪里，互联网都将追随人类—即使这意味着进入太空或其他星球的表面。
自太空飞行开始以来，大多数航天器通过向对方和地面站发送无线电信号进行通信。信息流通常是从航天器到地球的单向倾斜，并且通常不会在少数设备之外共享链路。
但是如果人类希望将我们的文明更深入地扩展到太阳系那这个目标本身就是一个激烈辩论的话题 ：我们将需要一个轨道互联网革命，以支持航天人口对海量数据的需求。即使空间在很大程度上仍然是机器人的领域，联网设备也有能力收集和分发与当今使用的无线电连接有关的大量信息。
任何在路由器位于同一房间时经历过不稳定连接的人可能会对在外太空建立功能性互联网的愿景持怀疑态度。但自20世纪90年代以来，美国宇航局的研究人员一直在开发一种叫做延迟/容忍中断网络（DTN）的东西，它可以将太空系统中的航天器，流动站和着陆器连接到地球。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的太空通信建筑师大卫·以色列在电话中说：“DTN协议对太阳系的作用就像互联网协议对地球的作用一样，互联网协议允许我们从一开始就使用现有的电话线，并开始共同建立网络系统。”
他解释说，DTN将为太空设备提供相同的网络优势。
Concept art of DTN system. Image: NASA
在太空中建立互联网的项目与正在进行的建立巨大卫星网络星座的努力有关，但又有所不同。SpaceX，OneWeb，波音和许多其他商业实体正在竞相发射互联网卫星，这可能会导致在未来10年内在近地轨道部署数千个新航天器。
在很大程度上，卫星网络将致力于提高地球上人们和设备使用宽带的速度、效率和可用性。
相比之下，DTN会将物联网扩展到深空和其他星球，从而彻底改变人类与航天器的互动方式。
实现这一目标的最大挑战就是DTN的名称：延迟和中断。
由于近乎瞬时的连接，地球上的互联网流量激增，但这种奢侈在外太空是不可能的。
光在地球和火星之间传播需要几分钟，到达太阳系外需要几个小时，所以DTN必须考虑到大的时间间隙。它还必须能够抵抗由行星体和其他空间现象引起的中断，从而切断网络中节点之间的通信。
大约20年前，美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的研究人员与互联网先驱Vint Cerf合作克服了这些挑战。JPL的空间通信网络架构师J. Leigh Torgerson自成立以来就一直在这个团队工作。
“我们很快意识到标准互联网协议不适合星际使用，”Torgerson在一封电子邮件中说。他解释说，互联网协议假设有大量的聊天交互，只有几毫秒的双向延迟，但没有能力存储数据。
为了解决这个问题，DTN团队开发了“捆绑协议”，这是一个自动在节点上存储数据的系统，直到网络链中的下一个链路牢固地建立起来。
由于DTN专为延迟和中断而设计，因此在地球上经常遇到链路中断的环境中也很有用。
“DTN已经被用于分布式地震传感器网络，跟踪和监测野生动物（具有DTN的跟踪项圈），湖泊水质监测以及许多有趣的地面应用，”Torgerson指出。
正如目前设想的那样，DTN将把地球上的互联网协议连接到整个太阳系的设备上，也许最终还会连接到其他星球上。换句话说，捆绑协议并不是传统internet套件的替代品，而是连接它们的基于空间的覆盖层。
伊斯雷尔推测说：“如果你要去月球度假，并带上你的笔记本电脑，你可能仍然可以使用相同的Wi-Fi接口，并能够在当地进行操作。” “但是，如果你想将来自月球的信息传递回地球上的朋友，或者是火星上的冒险朋友，你的信息将通过捆绑协议进行传递。它不会在本地IP上。“
在太阳系中散布当地热点的想法也吸引了私人空间领域人们的想象力。
2013年，空间通信专家兼企业家M. Brian Barnett带领一个团队从美国太空港发送短信，向距离地面72英里以上的UP航天航天器发送短信。来自新墨西哥州阿尔伯克基的高中生参加了这项实验，因此，很自然地飞船上收到的第一条短信是:“祝你好运，宝贝。”
“这就是它的全部魅力，”巴内特在电话中说。“这样就可以很容易地与航天器上的某物进行通信——无论是人、有效载荷还是机器。”
受实验成功的启发，Barnett于2017年创立了Solstar Space Co.，旨在建立一个商业互联网服务，将地球上的客户与太空设备连接起来。“最初的应用之一是允许太空科学家在任何连接互联网的设备的太空飞行中与他们的实验进行双向互动，”他说。Barnett补充说，长期目标是让“普通人能够更容易地与太空探索互动，感受其中的一部分”。
Solstar团队在2018年Blue Origin的New Shepard太空舱飞行测试是朝着这一互动空间Wi-Fi愿景迈出了重要一步，这是一种主要为游客设计的商用亚轨道太空船。
Blue Origin
作为技术演示的一部分，新谢泼德携带施密特太空通信器，这是一种以阿波罗17号宇航员哈里森施密特命名的Solstar装置，距离地球表面66英里。
“你可以把它想象成一个路由器，”巴内特在描述施密特通信器时说。“这就像你家里的无线设备可以提供Wi-Fi，但它是专门为太空环境和我们正在飞行的宇宙飞船设计的。”
尽管在飞行前出现了一些信号连接问题，但巴内特和他的同事们还是能够使用该通信器在太空中发布第一条商业推特。
这项技术可以为机器人任务开辟新的沟通渠道，但Solstar团队也希望为未来的太空游客开发这种技术。新谢泼德(New Shepard)等航天器上的Wi-Fi热点可以让乘客在飞行过程中上网，并上传他们在太空中必不可少的自拍。
由于目前航天器和地面站之间的通信是由政府组织协调的，这减缓了信息流动，Solstar团队预测，未来将会有一个由私营公司运营的更加灵活的互联网连接市场。
这就提出了一种可能性，即空间互联网基础设施可能沿着与地面互联网类似的路线发展。地面互联网由非专有协议支撑，但也容纳商业服务提供商。
公共和私人开发者之间的相互作用引领了数字时代，但也导致了数字鸿沟和对网络中立性的担忧。在现阶段，太空互联网还不够成熟，不足以成为这些不平等现象的载体，但这是开发者们在未来要考虑的问题。
伊斯雷尔说:“我们想从互联网上吸取教训。“我们正进入一个时代，这个时代很像早期的互联网时代。目前还没有一个大的商业市场，我们正在把基础设施就位，所以我们希望努力建立同样开放的架构。”
除了建立非专有的基地基础设施外，太空数据系统咨询委员会(CCSDS)等监管机构还必须预见星际互联网的网络安全风险。
伊斯雷尔指出，加密将是DTN的一个特别重要的功能，以防止黑客复制或改变将存储在单个节点上的信息包。他说:“我们正在建设更好的设施，从一开始就解决安全问题。”
托格森表示，DTN“从一开始就是为了彻底解决网络安全问题而设计的”，该网络的安全协议由CCSDS标准化，互联网工程特别工作组(Internet Engineering Task Force)也正在标准化。
将物联网扩展到终极前沿的想法过去只是一个假设，但现在正稳步走向现实。DTN已经在轨道上进行了多次测试，目前一个版本正在国际空间站上使用。NASA的浮游生物、气溶胶、云、海洋生态系统(PACE)飞船计划于2022年发射，将成为第一个使用DTN的科学任务。
与此同时，欧洲、韩国和日本的航天机构也在将DTN的概念整合到未来的任务计划中。
正如伊斯雷尔所指出的，这些发展中最诱人的事情之一是，它们似乎反映了地球上互联网的早期。尽管互联网的基本功能从诞生之日起就被人们所接受，但没有人能够预见到它的所有千变万化的变化，也没有人能够预见到它将以何种深远的方式重塑社会。
同样，很难预测未来的更精细的细节，在未来，轨道飞行器、漫游者、深空探测器，甚至人类的太空栖息地都是物联网的节点。唯一安全的预测是，这些错综复杂的东西将由政府、企业和个人用户之间的复杂交互所塑造——就像地面互联网一样。
在火星上说的第一句话很可能是:Wi-Fi密码是什么?但一个很好的后续问题是:一旦你在地球之外上网，你想做什么?
来源：vice Becky Ferreira
