Scattata alla stazione McMurdo della National Science Foundation in Antartide, questo selfie è arrivato sulla stazione spaziale il 20 novembre utilizzando una tecnologia chiamata Disruption Tolerant Networking (DTN). Gli ingegneri della NASA Mark Sinkiat, Peter Fetterer e Salem El-nimri hanno mostrato una foto di Vint Cerf, un distinto scienziato in visita presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA che ha contribuito a sviluppare la tecnologia. Credito:NASA
La NASA sta portando il cyber nello spazio con benefici per la Terra. Il 20 novembre 2017, un selfie scattato dalla stazione McMurdo della National Science Foundation in Antartide ha dimostrato la tecnologia che può consentire il futuro Internet interplanetario. Chiamato Disruption Tolerant Networking (DTN), la tecnologia è la soluzione della NASA per trasmissioni di dati interplanetari affidabili quando grandi distanze o allineamenti di corpi celesti possono interrompere le comunicazioni.
Sebbene i ricercatori antartici non comunichino su distanze interplanetarie, La posizione remota di McMurdo e l'infrastruttura minima lo rendono un candidato ideale per beneficiare di questa tecnologia. DTN raggruppa i dati e trasmette il maggior numero possibile di fasci quando si apre un percorso di comunicazione. Se un bundle non riesce a trasmettere, va in memoria e attende l'apertura del prossimo percorso di comunicazione, poi lo invia. Se i bundle facevano tutti parte di un unico file, il file può essere riassemblato nella destinazione finale.
In che modo un selfie antartico è arrivato alla stazione spaziale tramite DTN?
A partire da McMurdo, Il software DTN su un telefono cellulare ha inviato l'immagine durante il suo viaggio verso la Stazione Spaziale Internazionale. I fasci hanno viaggiato dalla stazione di terra McMurdo al complesso di White Sands della NASA tramite il Tracking and Data Relay Satellite (TDRS). Quindi, una serie di nodi DTN ha inoltrato i pacchetti al Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, che è il punto di accesso alla rete DTN della stazione spaziale operativa. I fasci sono stati inoltrati alla stazione spaziale tramite un altro collegamento TDRS dove sono stati poi indirizzati al payload dimostrativo del Telescience Resource Kit (TReK). Il nodo DTN finale ha estratto i dati dell'immagine dai fasci DTN originati dall'Antartide. Il carico utile ha riassemblato l'immagine originale e l'ha mostrata a bordo della stazione.
Astronauta e ingegnere di volo per le spedizioni 53 e 54, Mark Vande Hei ha installato una telecamera della stazione spaziale per catturare la fase finale della dimostrazione della tecnologia Disruption Tolerant Networking. Un computer sulla stazione ha mostrato il selfie antartico. Credito:NASA
"Questa dimostrazione mette davvero in evidenza 'internetworking' utilizzando DTN, " disse David Israel, un architetto delle comunicazioni spaziali presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "DTN fornisce i mezzi per instradare i dati tra due endpoint all'interno di due reti individuali che non possono avere un percorso continuo tra di loro".
A differenza della familiare connessione IP da computer a computer, la tecnologia consente interruzioni temporanee e lunghi ritardi come quelli che possono essere sperimentati dai veicoli spaziali e da luoghi remoti sulla Terra.
"Ci stiamo facendo le ossa con questo software, in condizioni reali di campo, " ha detto Patrick Smith, responsabile dello sviluppo tecnologico per il supporto alla ricerca polare con il Programma Antartico degli Stati Uniti gestito da NSF. "La semplicità della trasmissione da uno smartphone potrebbe avere implicazioni significative per aumentare e diversificare la scienza che supportiamo nelle regioni polari. Ciò rappresenta una visione di come la nostra strumentazione di ricerca sul campo autonoma remota potrebbe funzionare un giorno".
Anche in Antartide, il South Pole TDRS Relay System supporta i dati scientifici NSF e la connettività di rete. A metà degli anni '90, La NASA e la NSF hanno collaborato per collegare meglio l'Antartide al resto del mondo utilizzando la rete spaziale della NASA. Hanno utilizzato satelliti che avevano superato la loro vita operativa prevista in una particolare orbita. Il satellite TDRS-1, ora dismesso, è solo uno dei numerosi satelliti che hanno trovato una seconda vita operativa a supporto dei ricercatori antartici. Credito:NASA
La trasmissione dei dati è sempre stata una sfida per i ricercatori antartici. Con scarse infrastrutture civili e pochissimi fornitori in grado di servire il Polo Sud geografico, la richiesta di dati supera di gran lunga le capacità di rete combinate per le stazioni di ricerca nel continente. Le interruzioni della comunicazione possono avere gravi conseguenze per i ricercatori, perché i dati devono essere valutati regolarmente con i colleghi per la garanzia della qualità e gli adeguamenti.
"L'Antartico è un eccellente analogo per le operazioni spaziali, " Smith ha osservato. "I ricercatori stanno conducendo importanti indagini scientifiche, operando in condizioni estreme, con infrastrutture minime, quindi non sorprende che stiamo usando la tecnologia spaziale della NASA per far progredire la scienza in Antartide".
Israele suggerisce che ci sono molte altre potenziali applicazioni terrestri per DTN. "Qualsiasi luogo remoto sulla Terra che presenta una connettività di rete limitata è un candidato per DTN, " ha detto. "Il soccorso nelle zone disastrate potrebbe essere migliorato con comunicazioni migliori utilizzando il software sui dispositivi mobili, massimizzando l'uso dell'accesso intermittente o della disponibilità discontinua".
La dimostrazione più recente ha fornito l'opportunità sia alla NASA che alla NSF di esercitare il DTN in uno scenario analogo alle applicazioni future.
La NASA spera di espandere l'uso del DTN e scoprire ancora più applicazioni. L'agenzia sta lavorando per standardizzare DTN attraverso il Comitato consultivo per i sistemi di dati spaziali e con l'Internet Engineering Task Force, e ha rilasciato implementazioni di protocolli DTN tramite software open-source.
