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打造地球-火星“星际互联网”


来源:快科技

从地球出发到火星,仅仅比地球火星之间的直线距离增加2.3光分的距离,而且是在任意时刻仅仅比直接从地球到火星直线传播的信号多花2.3分钟,非常快。例如在火星上缓存地球上的网站;或者由网站购买火星服务器,直接在火星上提供服务。

中继卫星或是解决方案

总之中继卫星基本上是必备品。 上面的Non-Keplerian卫星是一种比较省钱而且延时小的设计,由于中继卫星一直在火星和地球正上方,基本上信号是往上,到达卫星,然后直线到达火星上面的中继卫星,再由中继卫星下来。

从地球出发到火星,仅仅比地球火星之间的直线距离增加2.3光分的距离,而且是在任意时刻仅仅比直接从地球到火星直线传播的信号多花2.3分钟,非常快。

不过,在没有太阳遮挡的时候(火星地球在太阳同一侧的时候),是不需要这两颗中继卫星的,直接通信是最省的方案。只有在有太阳遮挡的时候才启用上述两颗Non-Keplerian中继卫星。

【通信协议问题】

如果是网络通信的话,是需要很小心的,因为太空通信的两地相距很远,而且丢包率很高,传统的通信方式,会比较费时间或者通信终端。

所以恒星际网络特别兴趣小组(IPN SIG)重新设计了一个星际网络协议,叫做DTN协议,Delay-Tolerant Networking。这个协议并不假定连续的N-N链接(星际中容易丢包),如果暂时找不到目标,数据并不会丢掉,而是储存起来,直到下次能够跟其他地方建立连接。

因为太空中丢包或者被遮挡而不能通信的情况很多,所以DTN比较适合行星际的通信。实际上如果可能,可以在很多卫星上装上这样的模块,形成一个行星际网络。

NASA已经在火星探测器上测试过DTN协议了。 DTN的创始人之一在一次TED演讲中向大家展示了未来星际网络的愿景:利用DTN协议把太阳系的各个探测器联系起来,每个都可以作为中继,最终形成一个太阳系的行星际网络基础结构,然后利用这个结构可以向恒星际扩展,因为这样的话整个太阳系就成为一个巨型的接收器。

【网站的部署】

其它的问题还有很多,比较重要的一个是延时的问题。由于人类传播信息的速度有限,所以从一个地方到另一个地方会花费时间,而行星际通信里面就会凸显出来。

下面是从2014年6月30日到2016年6月19日之间,地球和火星之间的距离变化,横轴是时间,纵轴是距离,单位是AU,而光前进一个AU所需要的时间大约是8分钟。

可以想想这样的延时下面,地球的Dota玩家和火星的Dota玩家之间连线是不太现实了,即使是玩回合制的游戏也是很沉闷无聊的。

减小信息延迟?

现在终于到了最关键的问题:如何部署网站、应用,让两边的人都容易打开,并且信息延迟最小?

当然,中继卫星越多,差不多会越省时间。实际上在这个回答上面提到的Non-Keplerian卫星也会很节省时间并且省钱(卫星少,要知道发射这种卫星非常费钱)。再把图贴一遍。

减小延迟方案

对于普通的网站,我们现今地球上也有类似的情况,曾经有那样的说法:世界上最遥远的距离是电信和网通之间的距离(虽然现在已经没有什么距离了)。所以我们需要专门的线路为不同的星球上的人服务。

例如在火星上缓存地球上的网站;或者由网站购买火星服务器,直接在火星上提供服务。

不过,使用cache,在行星开放建设的早期,可能只能用户自己解决,就是其它行星上用自己的服务器cache网页。

不过随着行星开发,后来应该会有专门的cache服务商,或者网络提供方或者运营商会直接提供这样的行星之间无缝连接,例如有的互联网公司可以购买了火星的服务器来托管一份网站镜像,对于交互式的网站(比如社交网站)更加方便了。

不过这就需要火星有个独立的信息基础架构。

顺便说一下,Mars One的设想是,在火星上安装一个缓存服务器,先把网站缓存在火星服务器上,火星上的人浏览的时候从缓存服务器获取网页。这在早期确实是一个比较实惠的方案。

[责任编辑:马晓宁]

标签:地球 中继卫星 离子发动机

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