Založ si blog

Internet a počítače na Medzinárodnej vesmírnej stanici

Medzinárodná vesmírna stanica (ISS) nie je iba laboratórium a základňa pre vesmírne plavidlá na orbite. S výškou 350 km nad Zemou a s rýchlosťou obehu 28 000 km/h, je to aj najvyššie položená a najrýchlejšie sa pohybujúca počítačová sieť.

 

iss1

 

Poznámka: Nasledovný článok vznikol v roku 2010 a je pravdepodobné že hardvérové vybavenie stanice sa od vtedy mierne zlepšilo.

 

To už nie je raketová veda

Vesmírne cestovanie znie futuristicky, ale mnohé zariadenia, ktoré sú používané na ISS by sa nemuseli hanbiť ani keby boli na skládke recyklovaného odpadu. Chrbticovú sieť tvorí viac ako 100 vojenských dátových zberníc, ktoré boli navrhnuté v roku 1973 pre použitie v stíhačkách F-16. 16 bitové zbernice sú schopné prenášať dáta maximálnou rýchlosťou 1 Mbps a používa ju vyše 1200 pripojených terminálov na komunikáciu medzi sebou, inými subsystémami a notebookmi.

 

V roku 2008 bola na európskom module Columbus nainštalovaná sieť ethernet s prepínačmi HP ProCurve 2524. Stala sa tak prvou ethernetovou sieťou vo vesmíre. NASA sa ale musela vzdať štandardnej záruky “next business day”, ktoré HP na tieto produkty poskytuje.

 

V blízkej budúcnosti sa začne s modernizáciou siete na gigabitový ethernet, ktorý pomôže zvýšiť rýchlosť komunikácie medzi ISS, satelitmi TDRS a Zemou, na hodnotu 300 Mbps (downlink) a 25 Mbps (uplink). Tá je v súčasnosti 10 Mbps pre downlink a 3 Mbps pre uplink.

 

NASA sa rozhodla obísť pomalú rýchlosť cez káble a nainštalovala vlastnú Wi-Fi sieť s dvomi prístupovými bodmi. Po dokončení ISS v roku 2011 sa plánuje ďalšie rozšírenie tejto Wi-Fi siete.

Väčšina notebookov (68 kusov) sú mierne zastaralé IBM ThinkPad A31 z roku 2002, v konfigurácii 1.8 GHz Pentium 4, 512 MB Ram a 40 GB pevný disk. Použitý operačný systém je Windows XP (áno Apple sa do vesmíru nedostal). Toto leto však na ISS doviezla ruská raketa zásielku 32 nových notebookov Lenovo ThinkPad T61p s 2.4 GHz procesormi Intel Core 2 duo, 2 GB RAM a 100 GB pevným diskom. Jeden z nich slúži ako server.

 

Kým sa notebooky dostanú do vesmíru, musia prejsť náročnými testami a špeciálnou úpravou. Najdôležitejšia je ochrana zariadení pred kozmickým žiarením a lepšie chladenie. Vo vesmíre totiž nie je gravitácia a horúci vzduch tam nestúpa hore, ale hromadí sa na jednom mieste. To vedie často k prehrievaniu. Z tohto dôvodu sa do počítačov montujú dodatočné ventilátory a niektoré z nich majú aj vodné chladenie. Ďalším problémom, ktorý zhoršuje chladenie je menší tlak vzduchu. Ventilátory tak musia bežať na stanici rýchlejšie ako na Zemi, aby schladili systémy na rovnakú teplotu.

 

Okrem Windowsu sa na niektorých systémoch používajú operačné systémy IBM AIX (Unix), Solaris a Linux. Ako primárny operačný systém je použitý Linux najmä v module Columbus Európskej kozmickej agentúry (ESA).

 

Komunikácia

Nepretržitú audio, video a dátovú komunikáciu zabezpečujú so Zemou TDRS (Tracking and Data Relay Satellites) satelity operujúce v pásmach S a Ku. Na spojenie s raketoplánom a medzi kozmonautmi navzájom používajú bežné vysielačky v UHF pásme.

Na palube sa nachádza aj IP telefón a webkamera na spojenie s rodinami kozmonautov na Zemi. Prekvapivo tu nájdeme aj ham rádio používané rádioamatérmi. Ak sa chcete pokúsiť o spojenie, kód na rusov je RS01SS a na američanov NA1SS.

 

Kontrola a navigácia

Prvé moduly stanice, Unity a Zaria boli spojené v roku 1998. Neskôr boli pripojené moduly Zvezda, Destiny, Leonardo, Canadarm2, Pirs, Harmony, európsky modul Columbus a japonský modul Kibo. Po dokončení v roku 2011 bude mať stanica vnútorný objem 1000 m³ a hmotnosť 400 ton.

 

ISS letí veľkou rýchlosťou a Zem obehne každých 91 minút. Najmenšia chyba v navigácii a vychýlenie z kurzu by mohla spôsobiť prehriatie stanice, stratu spojenia, alebo napájania. Je trocha prekvapivé, že ISS používa pri navigácii satelity GPS. Okrem toho si ale pomáha pri spresňovaní polohy aj ruským navigačným systémom GLONASS (Global Navigation Satellite System) a senzormi polohy Slnka a hviezd, ktoré rozoznávajú súhvezdia. Veľmi dôležitý pri navigácii je gyroskopický systém RGAs (Rate Gyroscope Assemblies). Ten používa na detekciu výchyliek gyroskopu a teda aj stanice, presné laserové lúče.

Na pohyb a korekcie polohy vesmírnej stanice sa používa niekoľko elektrických gyroskopov s 98 kilogramovým oceľovým kolesom, otáčajúcim sa rýchlosťou 6600 otáčok za minútu. Samozrejme, k dispozícii sú aj tradičné raketové motory.

 

Slnkom napájaná stanica

ISS získava všetku svoju elektrickú energiu zo solárnych článkov. Keď sa výstavba dokončí, stanica bude obsahovať niekoľko veľkých krídel, pozostávajúcich z 262 400 solárnych článkov s plochou 2500 štvorcových metrov. Spolu budú generovať 120 kW energie. Po 15 rokoch sa dôsledkom opotrebenia ich výkon zníži na 105 kW.

 

Použité solárne články majú efektivitu 14%, ktorá bola bežná v dobe, keď sa stanica projektovala. Dnešné moderné články majú efektivitu aj viac ako 30%. Stanica je vybavená aj sadou Ni-Mh akumulátorov, ktoré dodávajú energiu počas noci.

 

V roku 1996 bol pre účely lacnej výroby elektrickej energie na budúcej vesmírnej stanici, uskutočnený revolučný experiment. Za raketoplánom bol ťahaný špeciálny satelit s vodivým káblom s dĺžkou 19 km. Ten vďaka elektrónom v ionosfére a pohybe v magnetickom poli Zeme, dokázal generovať veľké množstvo energie. Navyše, ak by sa do satelitu pustil opačný tok elektrického prúdu, teoreticky by sa dokázal pohybovať smerom proti gravitácii. Na korekcie polohy vesmírnej stanice by sa tak mohla použiť táto technológia a ušetrili by sa milióny dolárov za raketové palivo. Pri jednom z experimentov sa však satelit odtrhol a odletel. V projekte sa ďalej nepokračovalo.

 

Čo vo voľnom čase ?

Členovia posádky môžu požiadať o nahratie filmov, relácií, alebo iných multimediálnych súborov na centrálny server, ktoré potom môžu sledovať na svojich notebookoch. Astronaut Michael Barratt si v máji pozrel aj nový Star Trek, presne v deň keď tento film vyšiel. Jeho predchodca, astronaut Greg Chamitoff, pozeral seriál Star Trek každý víkend. Zdá sa, že okrem Star Treku sa kozmonauti zaujímajú aj o mimozemské kozmické lode a možno aj o webové stránky www.vesmirni-lide.cz, resp. www.cosmic-people.com

 

iss_cosmic_people

Na fotografii NASA na adrese www.spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/crew-13/hires/iss013e40000.jpg majú totiž na počítači na ploche Windowsu obrázok lietajúcich tanierov, pravdepodobne zo stránky www.cosmic-people.com/english/img_0000/obr277.jpg. Je to len z recesie, alebo sa o túto problematiku vážne zaujímajú ? Každopádne, internet je plný údajne tajných videí z NASA, na ktorých sa objavujú záhadné lietajúce objekty v okolí medzinárodnej vesmírnej stanice.

Keď sa astronauti nehrajú s počítačmi, tak sa zabávajú s digitálnymi kamerami a fotoaparátmi. Do dnešného dňa urobili viac ako 200 000 fotografií a stovky hodín videí.

 

Medziplanetárny internet

Priame pripojenie na internet zatiaľ na ISS nie je. Emailový server sa s pozemnou stanicou synchronizuje tri krát za deň. Aj napriek tomu sa už niekoľko krát stalo, že notebooky boli infikované vírusmi. V minulosti bol na počítačoch na stanici nainštalovaný slovenský antivírusový systém NOD32. Či sa tento systém používa aj dnes, nie je známe.

 

Jeden z dôvodov, prečo nemajú kozmonauti priame pripojenie na internet je aj ten, že súčasné internetové protokoly nie sú určené na fungovanie vo vesmíre. V budúcnosti sa počíta s vybudovaním medziplanetárneho internetu v našej slnečnej sústave. Komunikovať by takto mali všetky nové sondy a satelity, ktoré budú vyslané k planétam.

 

V takomto nehostinnom prostredí musíme počítať s oneskorením signálu niekoľko minút až hodín, s veľkým rušením a s prerušovaním komunikácie. Kým prejde rádiový signál zo Zeme na Mars a späť, ubehne 6 až 60 minút. Doba je závislá od neustále sa meniacej polohy planét. Rušenie je často spôsobované slnečnými erupciami. Ak sa bude komunikujúci satelit nachádzať na odvrátenej strane planéty, môže dôjsť aj k úplnej strate spojenia.

 

Pre tieto podmienky sa vyvíja technológia DTN (Disruption Tolerant Networking), ktorá zahŕňa napríklad protokoly SCPS-FP, SCPS-TP, SCSP-SP a SCSP-NP. Tie sú obdobou štandardných protokolov FTP, TCP a IP. Medziplanetárny internet bol už vyskúšaný na niektorých satelitoch a od novembra tohto roka prebiehajú testy aj na vesmírnej stanici.

V poslednom kvartáli 2010 by sa vďaka medziplanetárnemu internetu mohli kozmonauti dostať zo svojich notebookov už aj priamo na internet.

 

Zdroje:

http://crave.cnet.co.uk/gadgets/0,39029552,49303917,00.htm?tag=mncol;txt

http://crave.cnet.co.uk/gadgets/0,39029552,49304003,00.htm

http://iss.jaxa.jp/library/photo/iss018e044131.php (zaujimava fotka)

http://www.linuxjournal.com/article/3024

http://www.linuxjournal.com/article/7190

http://lenovoblogs.com/yamato/?p=476&language=en

http://www.procurve.com/case-studies/International_Space_Station.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Tracking_and_Data_Relay_Satellite_System

http://www.itnews.com.au/News/149945,space-station-pilots-interplanetary-internet.aspx

http://en.wikipedia.org/wiki/International_Space_Station

http://www.astronomyreport.com/research/New_space_Internet_system_on_International_Space_Station_to_be_tested.asp (v Novembri sa zacali testy medziplanetarneho internetu)

 

Fotky:

http://www.spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/

 

 

 

 

Hyperloop na Slovensku nikdy nebude

08.05.2017

Keď Hyperloop transportation oznámil že na Slovensku zakladá výskumno vývojovú pobočku a plánuje vybudovať trať medzi Bratislavou a Viedňou, potešil som sa. Ako som sa však dozvedal ďalšie viac »

16. februára sa rozhodne či hazard v Bratislave definitívne skončí !

13.02.2017

Vo štvrtok 16.2.2017 budú bratislavskí mestskí poslanci hlasovať o návrhu všeobecne záväzného nariadenia, ktorý zakáže hazard na celom území mesta Bratislavy. Čieastočný zákaz hazardu viac »

Krádež 50 000 podpisov petície proti hazardu na bratislavskom magistráte. Sme mafiánsky štát ?

30.08.2016

https://youtu.be/rHdPHLBrfHE Dalo sa očakávať že "pro hazardná lobby" vyvinie veľké úsilie a vynaloží milióny eur na to aby zastavila prijatie všeobecne záväzného nariadenia za zákaz herní viac »

Borut Pahor

V prvom kole zvíťazil Pahor, podľa všetkého sa uskutoční aj druhé

22.10.2017 21:46

Po zrátaní 95 percent odovzdaných hlasov má v slovinských prezidentských voľbách Borut Pahor 47,3 percenta. Ak bude aj druhé kolo, postúpi doň aj bývalý komik Marjan Šarec.

sobotka česko CSSD

Voľby, aké ešte Česko nezažilo

22.10.2017 20:00

Líder ANO sa nachádza v kurióznej situácii. Dosiahol síce výrazný náskok, ale bude mať problém dohodnúť sa na vzniku vlády.

James Toback

Režiséra a scenáristu Tobacka obvinilo z obťažovania 38 žien

22.10.2017 18:58

Prípad sa v mnohých ohľadoch podobá na dávnejšie medializovanú kauzu Harveyho Weinsteina. Aj Toback všetky obvinenia popiera a dokonca tvrdí, že je "biologicky nemožné", aby to bola pravda.

AfD, Alternatíva pre Nemecko

Demonštranti protestujú proti AfD, podľa AfD útočia na demokraciu

22.10.2017 18:21

Nový nemecký parlament sa zíde prvýkrát už v utorok. Medzi jeho 709 poslancami bude aj 92 zástupcov krajne pravicovej AfD.

Daimonion

O ekonomike, spoločenských problémoch, medicíne, zdravej výžive, technike

Štatistiky blogu

Počet článkov: 25
Celková čítanosť: 152957x
Priemerná čítanosť článkov: 6118x

Autor blogu

Kategórie