Міжнародна космічна станція (МКС) - це не просто лабораторія та база космічних кораблів на орбіті. Завдяки висоті 350 км над Землею та швидкості циркуляції 28 000 км/год, це також найвища та найшвидша рухлива комп’ютерна мережа.

ютери

Примітка: Наступна стаття була створена в 2010 році, і, ймовірно, апаратне забезпечення станції з тих пір дещо вдосконалилось.

Це вже не ракетна наука

Космічні подорожі звучать футуристично, але багато пристроїв, що використовуються на МКС, не було б соромно, навіть якби вони знаходились на звалищі, що переробляється. Магістральна мережа складається з понад 100 військових шин даних, які були розроблені в 1973 році для використання у винищувачах F-16. 16-розрядні шини здатні передавати дані з максимальною швидкістю 1 Мбіт/с і використовуються більш ніж 1200 підключеними терміналами для зв'язку між собою, іншими підсистемами та ноутбуками.

У 2008 році мережа Ethernet з комутаторами HP ProCurve 2524 була встановлена ​​на європейському модулі Коламбус, що робить її першою мережею Ethernet у космосі. Однак НАСА довелося відмовитись від стандартної гарантії "наступного робочого дня", яку HP надає для цих продуктів.

Найближчим часом мережа буде модернізована до Gigabit Ethernet, що допоможе збільшити швидкість зв'язку між МКС, супутниками TDRS та Землею до 300 Мбіт/с (низхідна лінія зв'язку) та 25 Мбіт/с (висхідна лінія зв'язку). В даний час це 10 Мбіт/с для висхідної лінії зв'язку і 3 Мбіт/с для висхідної лінії зв'язку.

NASA вирішило обійти повільну швидкість через кабелі та встановило власну мережу Wi-Fi з двома точками доступу. Після завершення роботи МКС у 2011 році планується подальше розширення цієї мережі Wi-Fi.

Більшість ноутбуків (68 штук) - це трохи застарілий IBM ThinkPad A31 від 2002 року, у конфігурації Pentium 4 1,8 ГГц, 512 МБ оперативної пам'яті та 40 ГБ жорсткого диска. Використовується операційна система Windows XP (так, Apple не потрапила в космос). Однак цього літа російська ракета привезла на МКС 32 нових ноутбуки Lenovo ThinkPad T61p з двоядерними процесорами Intel Core 2 2,4 ГГц, 2 ГБ оперативної пам'яті та жорстким диском на 100 ГБ. Один з них служить сервером.

Перш ніж ноутбуки вийдуть у космос, вони повинні пройти вимогливі випробування та спеціальні модифікації. Найголовнішим є захист обладнання від космічних променів і краще охолодження. У Всесвіті немає сили тяжіння, і гаряче повітря там не піднімається, а накопичується в одному місці. Це часто призводить до перегріву. З цієї причини в комп'ютери встановлені додаткові вентилятори, а деякі з них також мають водяне охолодження. Ще однією проблемою, яка погіршує охолодження, є нижчий тиск повітря. Вентилятори повинні бігати швидше на станції, ніж на Землі, щоб охолодити системи до однакової температури.

Окрім Windows, деякі системи використовують операційні системи IBM AIX (Unix), Solaris та Linux. Linux використовується як основна операційна система, особливо в модулі Коламбуса Європейського космічного агентства (ESA).

Спілкування

Безперервний аудіо-, відео- та передавання даних із Землею забезпечують супутники TDRS (Tracking and Data Relay Satellites), що працюють в діапазонах S та Ku. Вони використовують звичайні УВЧ-радіостанції для зв’язку з космічним шатлом та між астронавтами.

На борту також є IP-телефон та веб-камера для зв’язку з сім’ями космонавтів на Землі. Дивно, але ми також знаходимо радіостанцію, яка використовується радіоаматорами. Щоб спробувати підключитися, код для росіян - RS01SS, а для американців - NA1SS.

Управління та навігація

Перші модулі станції, Єдність та Зарія, були підключені в 1998 році. Пізніше були підключені модулі Звезда, Доля, Леонардо, Канадарм2, Пірс, Гармонія, європейський модуль Коламбус та японський модуль Кібо. Після завершення будівництва в 2011 році станція матиме внутрішній об’єм 1000 м2 і вагу 400 тонн.

МКС летить на високій швидкості і обертається навколо Землі кожні 91 хвилину. Найменша помилка в навігації та відхилення від курсу може призвести до перегріву станції, втрати зв'язку або живлення. Дещо дивно, що МКС використовує супутники GPS для навігації. Крім того, це також допомагає уточнити позицію за допомогою російської навігаційної системи ГЛОНАСС (Глобальна навігаційна супутникова система) та датчиків положення Сонця та зірок, які виявляють сузір'я. Гіроскопічна система RGA (Rate Gyroscope Assembly) - дуже важлива для навігації. Він використовує точні лазерні промені для виявлення прогинів гіроскопа, а отже, і станції.

Кілька електричних гіроскопів із 98-кілограмовим сталевим колесом, що обертається зі швидкістю 6600 об/хв, використовуються для переміщення та корекції положення космічної станції. Звичайно, також доступні традиційні ракетні двигуни.

Станція на сонячних батареях

МКС отримує всю свою електроенергію з сонячних елементів. Після завершення будівництва станція буде містити кілька великих крил, що складаються з 262400 сонячних батарей площею 2500 квадратних метрів. Разом вони вироблятимуть 120 кВт енергії. Через 15 років через зношення їх потужність зменшиться до 105 кВт.

Використовувані сонячні елементи мають ефективність 14%, що було загальноприйнятим на момент проектування станції. Сучасні статті сьогодні мають ефективність понад 30%. Станція також оснащена набором Ni-Mh акумуляторів, які забезпечують енергією протягом ночі.

У 1996 році на майбутній космічній станції був проведений революційний експеримент з метою дешевого виробництва електроенергії. За човником буксирували спеціальний супутник довжиною 19 км з провідним кабелем. Завдяки електронам в іоносфері та руху в магнітному полі Землі він зміг генерувати велику кількість енергії. Крім того, якби в супутник впустили протилежний струм електричного струму, він теоретично міг би рухатися проти сили тяжіння. Цю технологію можна було використати для корекції положення космічної станції, заощадивши мільйони доларів ракетного палива. Однак в одному з експериментів супутник відірвався і відлетів. Проект не тривав.

Що у вільний час ?

Члени екіпажу можуть вимагати завантаження фільмів, шоу та інших мультимедійних файлів на центральний сервер, який вони потім можуть переглядати на своїх ноутбуках. Астронавт Майкл Барратт також дивився новий Зоряний шлях у травні, саме в день виходу цього фільму. Його попередник, космонавт Грег Чамітофф, дивився серіал "Зоряний шлях" кожні вихідні. Окрім "Зоряних шляхів", здається, астронавтів також цікавлять позаземні космічні кораблі та, можливо, веб-сайт www.vesmirni-lide.cz, відповідно. www.cosmic-people.com

На фотографії NASA за адресою www.spaceflight.nasa.gov/gallery/images/station/crew-13/hires/iss013e40000.jpg вони мають зображення літаючих тарілок на робочому столі Windows, ймовірно, з www.cosmic-people.com/ англійська/img_0000/obr277.jpg. Це просто рецесія, чи вони серйозно цікавляться цим питанням? Як би там не було, Інтернет наповнений нібито секретними відеороликами NASA, на яких показано загадкові літаючі об'єкти навколо Міжнародної космічної станції.

Коли астронавти не граються з комп’ютерами, вони розважаються за допомогою цифрових камер та камер. На сьогодні вони зробили більше 200 000 фотографій та сотні годин відео.

Міжпланетний Інтернет

На МКС поки немає прямого підключення до Інтернету. Сервер електронної пошти синхронізується з наземною станцією тричі на день. Тим не менше, кілька разів траплялося, що ноутбуки були заражені вірусами. Раніше на комп’ютерах станції була встановлена ​​словацька антивірусна система NOD32. Невідомо, чи використовується ця система і сьогодні.

Однією з причин, чому астронавти не мають прямого зв’язку з Інтернетом, є те, що сучасні Інтернет-протоколи не призначені для роботи в космосі. Надалі в нашій Сонячній системі планується побудувати міжпланетний Інтернет. Всі нові зонди та супутники, що надсилаються на планети, повинні спілкуватися таким чином.

У такому негостинній обстановці нам доводиться рахуватися із затримкою сигналу від декількох хвилин до годин, з великими перешкодами та з перериванням спілкування. Потрібно від 6 до 60 хвилин, щоб радіосигнал перейшов із Землі на Марс і назад. Час залежить від постійно мінливого положення планет. Втручання часто спричинені сонячними спалахами. Якщо комунікаційний супутник знаходиться на далекій стороні планети, зв’язок може бути повністю втрачений.

Для цих умов розробляється технологія DTN (Dislerance Tolerant Networking), яка включає, наприклад, протоколи SCPS-FP, SCPS-TP, SCSP-SP та SCSP-NP. Вони подібні до стандартних протоколів FTP, TCP та IP. Міжпланетний Інтернет вже був випробуваний на деяких супутниках, а випробування проводяться на космічній станції з листопада цього року.

В останньому кварталі 2010 року, завдяки міжпланетному Інтернету, космонавти тепер могли переходити безпосередньо до Інтернету зі своїх ноутбуків.