Je leest:

Interplanetair internet

Interplanetair internet

Auteur: | 20 november 2008

NASA neemt een nieuw communicatienetwerk in gebruik waarmee berichten niet meer verloren gaan in de diepe ruimte. Met het internet als voorbeeld ontwierp de ruimteorganisatie een netwerk van knooppunten dat berichten bewaart, totdat ze veilig hun bestemming hebben bereikt. Als eerste test werden foto’s verstuurd van en naar een sonde op 30 miljoen kilometer van de aarde.

Na een reis van negen maanden is Mars eindelijk in zicht. Een Marslander met een heel laboratorium aan boord snelt op het oppervlak af. Op aarde sturen de mensen van NASA met gigantische radioantennes de laatste instructies naar de lander: draaien, afremmen, landingsgestel uitklappen en met een parachute veilig op de grond landen. Met de snelheid van het licht vliegen de instructies door de ruimte, maar door de afstand tussen de aarde en Mars doen ze er toch minstens drieëneenhalve minuut over.

Helaas, dan gebeurt er iets onverwachts: de radiogolven met de instructies erin vliegen recht door de straling van een zonnestorm. De straling maakt het bericht onherkenbaar, en de lander remt niet voldoende af. Met een knal smakt de lander tegen het oppervlak van Mars, onherstelbaar beschadigd. Bij NASA vraagt iedereen zich af wat er is gebeurd: waarom horen ze niks meer? Waarom zijn de instructies niet aangekomen? Miljoenen dollars in rook op, enkel door een kleine communicatiestoring.

Een impressie van de Beagle 2, de Britse Marslander die na de landing in 2003 nooit meer iets van zich liet horen. Later ontdekte men een krater op de plek waar de Beagle 2 ongeveer had moeten landen. Had dit voorkomen kunnen worden met betere communicatie? Bron: Beagle 2 project.

Om kostbare ongelukjes te voorkomen introduceert NASA deze maand hun nieuwe Disruption-Tolerant Networking (DTN) software. Met het internet als voorbeeld krijgt de ruimteorganisatie een communicatienetwerk waarbij mission control op ‘verzenden’ kan drukken zonder zich zorgen te maken of het bericht aankomt.

Basketbalteam

Communicatie in de ruimte verloopt net als het internet met een serie knooppunten, of nodes. Berichten vliegen van node naar node totdat ze hun bestemmingen bereiken. Internet nodes staan constant in contact met elkaar, maar om dit systeem te kopiëren voor communicatie in de ruimte zijn glasvezelkabels geen optie. De berichten gaan als radiogolven van antennes naar satellieten, die ze weer versturen naar sondes en landers.

Een impressie van een deel van het internet. Het internet werkt dankzij miljoenen knooppunten, of nodes, die constant met elkaar via glasvezelkabels in contact staan. Zo kunnen berichten binnen no-time over de wereld verstuurd worden. Sommige plekken hebben meer nodes dan andere: hoe meer computers er op één plaats staan, des te groter de concentratie nodes is.

De huidige ruimtecommunicatie verloopt met precieze berekeningen: waar zijn alle knooppunten, zit er niks in de weg zoals een planeet of een maan, en hoe lang doet het bericht er precies over om van node naar node te komen. Onvoorziene omstandigheden zoals storingen verknallen de berekeningen, zodat belangrijke berichten te laat of helemaal niet aankomen.

Met DTN checkt elke node of het bericht goed is aangekomen bij de volgende node. Als dat niet zo is bewaart de node het bericht totdat de storing voorbij is. DTN lijkt op een basketbalteam dat de bal aan elkaar probeert over te spelen; zolang er een tegenstander in de weg staat houdt elke speler de bal vast. Zodra de volgende speler vrij staat passt hij de bal door, totdat de bal door het netje vliegt.

International Space Station

De eerste test van de DTN software vond de afgelopen maand plaats in Californië, op het terrein van het Jet Propulsion Laboratory (JPL). JPL beheert als sinds de jaren vijftig het Deep Space Network, een verzameling radioantennes in Californië, Madrid en de omgeving van Canberra, Australië. Dit netwerk is verantwoordelijk voor alle NASA-communicatie in de ruimte.

Voor de test gebruikten de ontwerpers de NASA Epoxi ruimtesonde, nu zo’n dertig miljoen kilometer van de aarde, om berichten naar Mars te simuleren. Dertig miljoen kilometer is ongeveer halverwege Mars, als de aarde en Mars dichtbij elkaar staan. Epoxi gaat komeet Hartley 2 over twee jaar tegenkomen, maar kan in de tussentijd ook als node dienst doen.

De ruimtesonde Epoxi gaat in 2010 de komeet Hartley 2 bestuderen, maar doet in de tussentijd dienst als knooppunt voor interplanetair internet. Bron: Wikimedia Commons.

In het testnetwerk zaten tien nodes: Epoxi en negen nodes op de grond bij JPL. Deze simuleren Mars landers, satellieten in omloop en mission control centers. Na deze test wil NASA de DTN software aan boord brengen van het International Space Station voor verdere tests. Die staan gepland voor de zomer van 2009.

Bemande maanbasis

DTN luidt volgens NASA een nieuw tijdperk in van interplanetaire communicatie. Ingewikkelde missies met meerdere landers, satellieten en sondes die allemaal met elkaar in contact staan worden zo een stuk simpeler. Een andere belangrijke missie zal ook gebaat zijn bij DTN: zodra er een permanent bemande maanbasis komt zullen de astronauten altijd in contact blijven met hun moederplaneet.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 november 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.