Antarktiske selfies rejse til rummet via forstyrrelsestolerant netværk

NASA øger cyber til rummet med fordele for Jorden. Den 20. nov. 2017, en selfie snappet fra National Science Foundation's McMurdo Station i Antarktis demonstrerede teknologi, der kan muliggøre det fremtidige interplanetariske internet. Kaldet Disruption Tolerant Networking (DTN), teknologien er NASAs løsning på pålidelige interplanetariske datatransmissioner, når store afstande eller justeringer af himmellegemer kan forstyrre kommunikationen.

Selvom antarktiske forskere ikke kommunikerer på tværs af interplanetariske afstande, McMurdos afsides beliggenhed og minimale infrastruktur gør det til en ideel kandidat til at drage fordel af denne teknologi. DTN samler data og sender så mange bundter, som det kan, når en kommunikationssti åbnes. Hvis et bundt ikke kan sende, den går på lager og venter på, at den næste kommunikationsvej åbnes, sender den derefter. Hvis bundterne alle var en del af en enkelt fil, filen kan samles igen på den endelige destination.

Hvordan kom en antarktisk selfie til rumstationen via DTN?

Startende ved McMurdo, DTN -software på en mobiltelefon sendte billedet på sin rejse til den internationale rumstation. Bundterne rejste fra McMurdo-jordstationen til NASAs White Sands Complex via Tracking and Data Relay Satellite (TDRS). Derefter, en række DTN-knuder videresendte bundterne til NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, som er adgangspunktet til den operationelle rumstation DTN-netværk. Bundterne blev videresendt til rumstationen via et andet TDRS-link, hvor de derefter blev dirigeret til Telescience Resource Kit (TReK) demonstrationsnyttelast. Den endelige DTN-knude udtog billeddataene fra DTN-bundterne, der stammede fra Antarktis. Nyttelasten samlede det originale billede igen og viste det ombord på stationen.

"Denne demonstration fremhæver virkelig 'internetværk' ved hjælp af DTN, sagde David Israel, en rumkommunikationsarkitekt ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "DTN giver mulighed for at dirigere data mellem to endepunkter inden for to individuelle netværk, der ikke kan have en kontinuerlig sti mellem dem."

I modsætning til den velkendte computer-til-computer IP-forbindelse, teknologien giver mulighed for midlertidige afbrydelser og lange forsinkelser som dem, der kan opleves af rumfartøjer såvel som fjerntliggende steder på Jorden.

"Vi skærer tænder på denne software, under virkelige feltforhold, sagde Patrick Smith, teknologiudviklingschef for polarforskningsstøtte med det NSF-administrerede U.S. Antarctic Program. "Enkelheden ved at overføre fra en smarttelefon kan have betydelige konsekvenser for at øge og diversificere den videnskab, vi støtter i polarområderne. Dette repræsenterer en vision om, hvordan vores eksterne autonome feltforskningsinstrumenter kan fungere en dag."

Datatransmission har altid været en udfordring for antarktiske forskere. Med ringe civil infrastruktur og meget få udbydere i stand til at servicere den geografiske sydpol, dataefterspørgslen overstiger langt de kombinerede netværkskapaciteter for forskningsstationer på kontinentet. Kommunikationsforstyrrelser kan have alvorlige konsekvenser for forskere, fordi data løbende skal vurderes med kolleger til kvalitetssikring og justeringer.

"Antarktis er en fremragende analog til rumoperationer, Smith bemærkede. "Forskere udfører vigtige videnskabelige undersøgelser, opererer under ekstreme forhold, med minimal infrastruktur, så det er ikke overraskende, at vi bruger NASA -rumteknologi til at fremme videnskaben i Antarktis. "

Israel foreslår, at der er mange flere potentielle jordbaserede applikationer til DTN. "Enhver fjernplacering på Jorden, der oplever begrænset netværksforbindelse, er en kandidat til DTN, " sagde han. "Lettelsen til katastrofezoner kan potentielt forbedres med bedre kommunikation ved hjælp af softwaren på mobile enheder ved at maksimere brugen af ​​intermitterende adgang eller uregelmæssig tilgængelighed."

Den seneste demonstration gav mulighed for både NASA og NSF til at udøve DTN i et scenario analogt med fremtidige applikationer.

NASA håber at udvide brugen af ​​DTN og opdage endnu flere applikationer. Agenturet arbejder på at standardisere DTN gennem det rådgivende udvalg for rumdatasystemer og med Internet Engineering Task Force, og har udgivet implementeringer af DTN-protokoller gennem open source-software.