Pluto, máš e-mail!

4 Lis

Není daleko den, kdy dostaneme zprávu z Venuše nebo budeme moct odeslat data na Pluto. NASA totiž hodlá vytvořit meziplanetární síť, která by měla zlepšit a usnadnit komunikaci budoucím misím na Mars a na další místa sluneční soustavy.

„Přišel okamžik začít myslet dál než jen na Zemi. Musíme dostat internet do každého koutu sluneční soustavy a ještě dál,“ tvrdí Vinton Cerf, jeden z otců celosvětové počítačové sítě a tvůrce TCP-IP, základního protokolu pro síťovou komunikaci, který spatřil světlo světa v roce 1973 – tedy před 30 lety. Cerf, tento vizionář současné doby, který spolupracuje s NASA na projektu InterPlanet (IPN), poukazuje, že budoucí mise na Mars budou vyžadovat mnohem jistější a výkonnější komunikační kanál se Zemí než ty, co se užívají dosud. Mnohé vesmírné mise NASA jako Mars Polar Lander nebo Mars Climate Orbiter trpěly četnými problémy v přenosu dat, než pak definitivně zmizely v široširém vesmíru. NASA nedokázala přesně určit, co bylo příčinou jejich poruch. Jiné projekty – například let Pathfinderu, který na Mars dopravil výzkumný modul Sojourner, jenž pak získal ná- dherné snímky povrchu planety – měly větší úspěch. Datový kanál směrem na Zemi měl ovšem průtok pouhých 30 bitů za sekundu, přitom jakýkoli osobní počítač pracuje mnohonásobně vyšší rychlostí. Podle Cerfova názoru by síť Interplanet mohla tato omezení a překážky vyřešit, neboť prý bude schopna dosáhnout přenosové rychlosti 11 tisíc bitů za vteřinu. Tato rychlost je sice stále nižší než u běžných počítačů, ale už dostatečná pro posílání velmi detailních a vysoce kvalitních snímků povrchu Marsu. Po zprovoznění IPN mezi Marsem a Zemí by výkonnější průzkumný modul, než byl Sojourner, mohl odesílat snímky vysokého rozlišení, a to jak pro vědecké účely, tak pro komerční a zábavní využití. Například videozáznamy pořízené tímto způsobem na povrchu planety by umožnily vznik takových pořadů, že by pak publikum skutečně mohlo podniknout virtuální cestu na rudou planetu. Pokud se splní předpokládané plány, InterPlanet bude schopna zprostředkovat běžným lidem pocity a dojmy z vesmírného letu. Technologie otevře brány vesmíru milionům lidí. Jakýkoli uživatel internetu bude moci na monitoru svého počítače navštívit prstence Saturnu nebo se proletět obrovskou skvrnou, která zdobí plyny nasycenou atmosféru Jupitera. Opravdový význam IPN ale spočívá v tom, že spolehlivě udrží spojení mezi vesmírnými sondami a pozemskými kontrolními základnami.

Spolehlivé spojení dá astronautům klid

Kromě vyřešení problému se zpožďováním datového přenosu, který sužuje zejména dálkové vesmírné mise, InterPlanet zamezí také častým výpadkům spojení. Tato potíž je při vesmírných letech častá a je třeba ji vyřešit, zvlášť pokud půjde o to vyslat na Mars kosmonauty. Mise takovéhoto kalibru totiž vyžaduje maximální bezpečnostní zajištění. NASA, Mitre Corp., Global Science and Tecnology a řada dalších odborníků z univerzit v Los Angeles a CalTech aktivně spolupracují na předběžných studiích návrhů budoucí meziplanetární sítě. Tato výkonná komunikační pavučina bude schopna čelit všem překážkám, které se spojení mohou postavit do cesty mezi příjemce a odesilatele informací – zejména problému, který způsobuje rotace planet a jejich eliptický pohyb okolo Slunce. Enormní síť po celé sluneční soustavě umožní, aby spojení mezi jednotlivými planetami bylo trvalé a jisté. Prvním krokem vesmírné odysey 21. století bude dobytí Marsu, sousední planety, která naši fantazii dráždí už odedávna. Zatímco H. G. Wells ve svém známém románu Válka světů popsal marťanské vojsko, které napadlo Zemi, Ray Bradbury zase ve své Marťanské kronice vylíčil smutný konec civilizací, které osídlily fantastický svět plný nejrůznějších sítí a kanálů od pólu k pólu. I když i další spisovatelé se pokusili popsat stvoření, která Mars obývají, výzkumné sondy přítomnost zelených mužíčků na jeho povrchu vyvrátily. Nicméně naoranžovělý povrch Marsu nás i nadále fascinuje stejnou silou jako před čtvrtstoletím, kdy nám přistávací modul lodi Viking zaslal nádherné „pohlednice“ rudých planin Marsu.

Na rudé planetě se vytváří první lokální síť

Před více než rokem zaznamenala sonda Mars Odyssey na rudé planetě stopy vodíku, což by mohlo naznačovat přítomnost vodních živočichů pod jejím povrchem. „Naším plánem je nadále stopy vody sledovat, protože ta je základem života,“ řekl Scott Hubbard z NASA, ředitel programu Mars. „Věda nám přináší mnohá vzrušení, konkrétně v tom, jestli někdy na Marsu byl život nebo zda je tam teď,“ doplnil. Je ovšem téměř jisté, že tato neznámá nebude vyřešena do té doby, dokud na povrch nového světa nedosedne první mise s lidskou posádkou. Než ale tento okamžik nastane, experti NASA budou muset dokončit první fázi InerPlanet, která spočívá ve vytvoření malé lokální sítě na rudé planetě. Cerf si myslí, že tento místní internet bude fungovat na bázi protokolu TCP-IP, tedy téhož, který vymyslel před třiceti lety a který se dodneška používá pro výměnu paketů po síti. Tento marťanský „internet“ usnadní místní komunikaci, stejně jako se tomu stalo na Zemi. I když protokol TCP-IP bude použitelný pro prostředí Marsu, zdá se být nepoužitelný pro komunikaci mezi jednotlivými planetami. Důvodem je obrovské zpoždění, které mají na svědomí ohromné vzdálenosti mezi nimi. V závislosti na oběhu Marsu okolo Slunce a jeho měnící se vzdálenosti od Země by k nám zpráva vyslaná z rudé planety dorazila v rozmezí šesti až dvaceti minut. Odpověď by pak na Mars došla zhruba za stejnou dobu. A co se týče komunikace například s Plutem, to bychom museli čekat celou řadu hodin. Aby se s těmito překážkami dovedli vypořádat, vyvíjejí odborníci NASA nový protokol, který by měl síť udržet ve funkčním stavu i v takovém případě, že by se během přenosu některé pakety ztratily. Vinton Cerf navrhl název Parcel Transfer Protocol (PTP). Ten bude schopen přijmout, analyzovat a zpět odeslat informaci z jedné planety na druhou, používaje při tom řadu přenosových bran rozmístěných po celé dlouhé trase Země – Mars.

Laser pro vysokorychlostní datový přenos

„V krátké době se synchronizace času mezi Zemí a Marsem stane pro inženýry meziplanetární komunikace hlavní výzvou,“ odhaduje Cerf. Řešením pro dosažení tohoto cíle by mohlo být využití laserových paprsků coby média pro vysokorychlostní přenos dat. Tento systém by pak měl zajistit komunikaci i ve sluneční soustavě. Až NASA a další organizace zabývající se výzkumem vesmíru vyřeší všechny tyto problémy, budou muset najít nejvhodnější formu, jak IPN ve vesmíru rozmístit. Znamená to vytvořit spolehlivé a trvalé spojení mezi jednotlivými síťovými uzly, které se budou nacházet na satelitech, planetách a pravděpodobně také na některých asteroidech. V každém případě je ale nejbližším cílem propojení Země a Marsu, a aby se to povedlo, bude potřeba na vyšší oběžnou dráhu rudé planety ve výši 17 tisíc kilometrů umístit řadu minisatelitů. Další větší satelit pak bude situován na nižší orbitu. „Flotila“ satelitů bude fungovat jako můstek, který bude v neustálém kontaktu se zmíněným větším satelitem. Jeho antény budou přijímat signál vysílaný průzkumnými roboty a základnami vybudovanými na povrchu planety. Satelity na oběžné dráze, výzkumné povrchové moduly a antény základen tak vytvoří „intranet“ rudé planety. K završení první etapy je nutné vytvořit také jistý druh pozemského „intranetu“ nebo lokálního můstku, jehož zárodek ponese název Deep Space Network (DSN). V současnosti taková síť umožňuje rádiové vysílání k sondám, které prozkoumávají sluneční soustavu. Tři hlavní základny DSN s obřími anténami pro příjem a odesílání dat jsou umístěny v Kalifornii, Austrálii a ve Španělsku.

Nové domény: .mars, .moon, .earth

Ve druhé fázi se potom marťanský „intranet“ spojí s dalšími můstky na satelitech mezi Zemí a Marsem. Proto NASA připravuje umístit malé „intranety“ také na Měsíci a na mezinárodní vesmírné stanici ISS. Všechny tyto body ve vesmíru tak budou v kontaktu s Deep Space Network na Zemi. V počáteční etapě bude InterPlanet schopna plynule posílat mezi Zemí a Marsem data většího rozsahu a také video. Vedení NASA předpokládá, že zhruba v roce 2005 vyšle do nižší oběžné dráhy rudé planety satelit Marsat. Je pravděpodobné, že o několik let později už budou na svých místech vyšší oběžné dráhy kroužit i minisatelity. Vědci ale upozorňují na další úskalí. Tím je udržování a výměna porouchaných satelitů, které budou umístěny ve vzdálených částech vesmíru. Vzhledem k enormním ekonomickým nákladům na přepravu materiálu do vesmíru budou komponenty satelitů muset být mnohem kvalitnější, spolehlivější a vydržet mnohem víc než ty dnešní. Také se může objevit nebezpečí vesmírných hackerů. Interplanet bude pupeční šňůrou mezi Zemí a prvními lidskými osadníky Marsu, proto bude potřeba síť chránit proti možným útokům těchto pirátů informatiky. Udržet integritu sítě a její spolehlivost bude klíčové pro ochranu životů prvních pozemských obyvatel Marsu. Vědci, vědomi si nutnosti zajistit bezpečnost budoucí IPN, proto vyvíjejí ochranné systémy, které pracují s protokoly Secure Sockets Layer (SSL), právě s těmi, které se v současnosti používají pro zabezpečení finančních operací na internetu. Navzdory obrovskému množství technologických překážek, které spuštění systému IPN stojí v cestě, už autoři sítě přemýšlejí o vytvoření nových domén. Například .mars, .earth (.země) nebo .moon (.měsíc).

Vzhůru k měsíci Europa pátrat po vodě

Jakmile se jednou komunikační síť mezi Zemí a Marsem rozběhne, Inter- Planet roztáhne svou pavučinu i do jiných koutů sluneční soustavy. Dalším krokem bude zřejmě vytvoření informačního mostu mezi Jupiterem a jeho měsícem Europou, satelitem, jenž pod svým zmrzlým povrchem možná skrývá tekutý oceán. „Jedna z věcí, která motivovala pátrání po životě na Marsu, je možná přítomnost vody na planetě. Tady tedy pramení i náš zájem o Europu, o měsíc, který pod svým povrchem skrývá úžasné tajemství,“ upozorňuje Chad Edwards z Mars- Network Office, organizace přidružené k Jet Propulsion Laboratory NASA. Příští léto má tato organizace v plánu zprovoznit prototyp satelitu, který bude ve spojení s pozemskými přijímači. Pokud se neobjeví závažnější potíže, které by projekt zdržely, základní infrastruktura systému IPN by mohla začít fungovat v roce 2010.

Leave a Reply