Переход к протоколу IP упростит проведение групповых полетов спутников

Рональд Парис: «Сегодня в сетевые исследования вкладываются миллиарды. Почему бы не воспользоваться уже полученными результатами?»

В ходе недавней демонстрации представители NASA заявили, что уже на первом этапе развертывания перспективной космической системы связи удастся добиться более быстрого, дешевого и интеллектуального взаимодействия коммерческого сетевого оборудования с орбитальными спутниками посредством стандартного протокола Internet Protocol.

14 апреля инженеры Центра управления космическими полетами NASA наладили связь с находящимся на орбите спутником UoSAT-12, продемонстрировав, что серия ping-пакетов, направленных в адрес расположенного на спутнике Internet-узла, достигла цели. Следует отметить, что в настоящее время для организации взаимодействия с космическими кораблями применяется дорогостоящее оборудование и специально разработанные протоколы.

NASA, Национальное управление океанографии и изучения атмосферных явлений, министерство обороны и Национальное управление геодезии и картографии — вот перечень лишь нескольких потенциальных клиентов, которые заинтересованы в том, чтобы использовать для организации связи с космическими аппаратами стандартное оборудование, широко применяемое в наземных сетях.

«Сам факт возможности применения в космосе соединения по протоколу IP открывает перед конструкторами космических кораблей широчайшие горизонты», — отметил старший научный сотрудник компании Computer Sciences Рональд Парис, работающий по контракту над одним из проектов Центра информационных систем NASA.

Проект, получивший название Operating Missions as Nodes on the Internet (OMNI), с содержанием которого можно ознакомиться в Web по адресу ipinspace.gsfc.nasa. gov, имел своей целью развеять миф о невозможности использования протокола IP в космосе.

«В настоящее время данные для большинства экспедиций NASA пересылаются пользователям с наземных станций через IP-магистрали, однако для установления соединения наземной станции с космическим кораблем требуется дорогостоящее специализированное оборудование и уникальные протоколы, в соответствии со спецификациями которых данные объединяются в пакеты», — пояснил Эдвард Крискуоло, ведущий специалист компании Computer Sciences, принимающий участие в реализации проекта OMNI.

Сейчас для связи космического корабля с наземной станцией используются два метода. В старых космических экспедициях компьютеры на орбитальном аппарате разбивают данные на небольшие пакеты, помещают их в кадры и передают на наземную станцию по беспроводной сети, работающей на радиочастоте. На земле кадры вставляются в так называемые блоки Nascom размером 4800 бит, преобразуются в формат IP и передаются через Internet.

Более новые спутники перед передачей на Землю упаковывают информацию в пакеты CCSDS (формат, разработанный международной организацией по стандартам Consultative Committee for Space Data Systems). Достигнув наземной станции, пакеты CCSDS вставляются в блоки Nascom и отправляются через Internet далее.

В демонстрационном примере спутник UoSAT-12 пересылал данные на наземную станцию стандартными IP-пакетами. Тем самым исключается необходимость преобразования данных на Земле из оригинальных форматов в стандартные. В соответствии с данной моделью IP-пакеты могли бы в неизменном виде передаваться с оборудования на спутнике любому конечному пользователю. Таким образом, ученые получат фактически прямой доступ к аппаратным компонентам космического аппарата.

Исключение необходимости промежуточной обработки данных, по словам представителей NASA, позволит сэкономить немало денег.

«Все это достаточно дешево, устойчиво работает и помогает справиться с поставленной задачей», — подчеркнул Крискуоло.

Демонстрация соединения IP стала первым испытанием в серии проверок технологий информационной поддержки реальных экспедиций.

Автоматическая синхронизация часов космического корабля выполнялась с помощью протокола Network Time Protocol, позволившего орбитальному аппарату получить доступ к Web-сайту Военно-морского флота США и сверить время с эталоном. В другом тесте, который запланирован на следующий месяц, будет испытываться устойчивость передачи файлов с применением стандартного протокола File Transfer Protocol. Протокол Simple Mail Transfer Protocol должен использоваться для автоматической записи и последующей пересылки файлов.

В перспективе предстоит протестировать и другие важные технологии, обеспечивающие возможность применения протоколов Internet в будущих космических экспедициях. К этим технологиям относятся версия мобильного протокола IP, механизмы безопасности IP и многоадресная рассылка данных.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями