Интернет на МКС


    Нет, МКС нет в базах данных GeoIP. xkcd, 713.

    Международная космическая станция — искусственный спутник Земли, высота орбиты которого составляет порядка 400 километров над уровнем моря. Раз в несколько месяцев производится доснабжение станции необходимым оборудованием и припасами, четыре раза в год — смена экипажа. Но для работы и комфортного существования нужны не только еда, вода и воздух. Важно также сохранять связь с близкими и всем остальным миром.

    Сегодня просто регулярной аудиосвязью с семьёй не отделаться. На МКС есть доступ в Интернет. Астронавты, космонавты и гости станции имеют доступ в Сеть. Они ведут аккаунты на сайтах социальных сетей и микроблоги. Для реализации такой роскоши нужно решать как задачу создания канала связи, так и обеспечения его безопасности.

    Доступ в веб появился не сразу, а лишь в 2010 году с целью снизить психологическую нагрузку изоляции от остального мира. Как вспоминает астронавт Клейтон Андерсон, во время своего недолгого пребывания в апреле 2010 года он успел застать новинку. На тот момент набирал обороты Twitter, и астронавт попробовал написать твит из каюты японца Соити Ногути. Загрузка шла так долго, что Андерсон не дождался. В конце концов, он пошёл на доставку твитов по электронной почте.

    Интернет-связь с МКС происходит в Ku-диапазоне с помощью системы спутников группировки TRDS на геосинхронной орбите. На МКС информация идёт со скоростью до 3 мегабит в секунду, на Землю данные могут уходить со скоростью до 300 мегабит в секунду. Впрочем, среднее число составляет не 300, а в районе 50 мегабит в секунду. И этот крошечный канал только начинает уменьшаться особенностями реализации доступа в Сеть.

    На МКС есть несколько десятков ноутбуков марки ThinkPad. От земных они отличаются некоторыми модификациями. К примеру, пассивная система охлаждения блоков питания в условиях микрогравитации работать не будет — тёплый воздух не будет подниматься вверх. Уникальный космический объект, который обошёлся человечеству в полторы сотни миллиардов долларов, ни в коем случае не должен подвергаться хакерским атакам и киберзаражениям. Поэтому в целях безопасности ноутбуки разделены на категории по основной функции.


    Сунита Уильямс работает за ThinkPad T61p.

    Машинки Portable Computer System (PCS) подсоединены по шине стандарта 1553 в качестве удалённых терминалов. При проектировании станции роль ноутбуков свели к терминалам — их можно починить или заменить. PCS работают под Linux, и не используются для каких-либо других задач. На экранах этих ноутбуков запущено кастомное графическое представление станции для управления её отдельными узлами и получения телеметрии. Но с PCS в Интернет выйти невозможно.

    Итак, в Интернет на МКС ходят с помощью ноутбуков Station Support Computer (SSC) на Windows. Эти же машинки используются для любых других задач — от ведения заметок, отсылки электронной почты в Outlook, видеосвязи до просмотра документации и медиафайлов. С этих же машинок пишут твиты. Обновления до Linux так и не случилось. За редкими исключениями все астронавты и космонавты никогда в глаза не видели UNIX-подобные системы. Переучивать пользоваться открытыми аналогами Word и Excel мало смысла. Кроме ноутбуков члены экипажа используют для выхода в Сеть планшетные компьютеры.

    Компьютеры 1 и 2 работают под Windows, 3 — Linux.

    Как такового доступа в Интернет на МКС нет. Есть лишь доступ во внутреннюю служебную сеть НАСА. Как пишет работник НАСА Роберт Фрост, рендеринг страниц происходит на Земле. Документ от 2011 года указывает, что для создания инфраструктуры удалённых рабочих столов развёрнут Citrix XenDesktop с использованием Citrix Branch Repeater.

    Когда член экипажа открывает страницу, он на деле смотрит на отрисованное на компьютере в Хьюстоне изображение через удалённый рабочий стол. Так можно обеспечить высокую степень безопасности — даже если за сёрфингом недоглядят, любое возможное заражение останется в пределах Земли. Но сказать что-то о качестве соединения будет сложно.

    Предположим, астронавт проглядывает аккаунт Instagram дочки. Клик с целью увеличить изображение сначала по Wi-Fi или Ethernet доходит с ноутбука до сервера локальной сети на станции, затем на оборудование связи Ku-диапазона. С антенны сигнал идёт до одного из спутников TDRS, удалённого от МКС на примерно 35 тысяч километров. Затем группа спутников TDRS направляет сигнал на тарелку в Белые пески в штате Нью-Мексико.

    На Земле данные идут по сети NASA Integrated Services Network (NISN) в ЦУП (Mission Control Center) в Космическом центре имени Линдона Джонсона в Хьюстоне. Запрос на увеличение картинки поступает на компьютер, который подключён к Интернету. Только здесь происходит собственно увеличение. Запрос отправляется на сервера Instagram. Происходит ровно то же, что случается для обычных земных пользователей — ответ сервера, обмен данными, получение файла. Данные проходят обратный путь до МКС.

    Таким образом, скорость брожения по вебу для обитателей МКС определяется состоянием сети Ku-диапазона, тарелки в Белых песках, каналом до Хьюстона и самим каналом в Интернет в Хьюстоне. Из этого списка уже последний — так себе. Поэтому производительность того канала, с которым работают астронавты и космонавты, варьируется.


    Связь бывает 45—50 минут в час. Интернет иногда медленный, но зато есть надёжная электронная почта. По ней предпочтительно получать информацию.


    Иногда связь работает хорошо. Каждый день в обоих направлениях выгружаются гигабайты видео, и канала вполне хватает.

    Что касается безопасности и блокировок, то канал ограничен так же, как и все компьютеры НАСА. Список заблокированных и явно не имеющих к работе отношения сайтов определяет специальный отдел безопасности. Как говорит космонавт Павел Виноградов, у НАСА есть мощная антивирусная защита.

    Посещаемые сайты у всех разные. Скотт Келли говорил, что ходил туда же, что и земляне. Келли посещал Twitter, Instagram, проверял свои банковские счета через онлайн-банкинг, иногда смотрел видео.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 34

      0
      … иногда смотрел видео

      Смотрел видео с рендерингом страниц на земле?
      Это каким образом получается видео смотреть с такий схемой? Или там рендеринг 24 раза в секунду? Простите, или я что-то упустил, или где-то ошибка.
      Может только если сначала скачать видео и запустить его локально.
        0
        Да, насколько я понял, им закачивают файлы.
          +1
          RemoteFX на Windows
          А на Citrix вот:
          https://habrahabr.ru/company/citrix/blog/107761/
          0
          Кхмм. Насколько помню связь с МКС происходит через несколько наземных станций связи, 4 только на территории РФ. С учетом того, что со станцией ведется круглосуточное общение и ежедневно пересылаются отчеты в и следовательские институты то интернет там есть круглосуточный. Другой вопрос в окне времени когда космонавты могут общаться с семьей и с миром, для этого действительно зарезервирован такой канал.
            0
            Там не через Интернет общаются с Командным пунктом.
            Для этого существуют другие каналы связи.
              0
              вы таки не поверите, но для связи с миром на станции используются единые каналы связи. Нюанс только в маршрутизации данных уже тут на планете.
                0
                ну да, ещё скажите, что с любым спутником командные пункты работают через Интернет.
                это как правило широкополосная связь на очень высоких чатотах с абсолютно отличными протоколами радиосвязи от включающих в себя Интернет протоколов.
                  0
                  Прошу не передергивать)) Прошу не путать сетевой стек и радиоволну)). Передача данных в публичную сеть на МКС и обратно идет по тем же каналам что и служебная. Образно говоря наземные станции связи это пограничные межсетевые экраны разных провайдеров. Единственное допущение сделано для радиосвязи. Любой радиолюбитель может пообщаться с космонавтами на орбите.
            0
            Была серия в сериале американского Time посвещенная годовому полету http://time.com/space-nasa-scott-kelly-mission/ Серия номер 8 Connecting astronauts in space to family on Earth.
            Желающие услышать русский язык могут прокрутит на шестую минуту — момент общение семьи с космонавтом…
              0
              Где-то читал, что приличный интернет, видимо описываемый шлюз, есть только в отделении астронавтов. А у нас до сих пор нет приличного канала.
                0
                Ух, я гляжу, с МКС уже две веб-камеры транслируют — одна снаружи, вторая изнутри.
                  0
                  МКС это огромная лаборатория из которой ежесекундно ведётся прямое вещание. Был вроде даже опыт при участии (могу ошибаться) при участии станции при передачи через спутники ретрансляторы данные на гигабитной скорости. Также при передачи данных широко вещательная связь в ку диапазоне ой как применима. Далее для чего тогда станции связи на южном полюсе, на Юкатане и на экваторе?
                  0
                  Я сейчас скажу странную вещь: а спутниковым интернетом они пользоваться не пробовали?
                    0
                    Несекьюрно. Ведь NASA должна быть в курсе каждой посещенной страницы.
                      0
                      Развернуть спутник в свою сторону самостоятельно?
                        +1
                        С учётом, что они там единственные, кто что-то делать может, видимо, да. Хотя несколько сотен километров туда-обратно, зато потом интернеты получше.
                          0
                          Если не ошибаюсь, то они летают на много ниже спутников.
                          +1
                          Вы таки будете смиятсо ку и ка диапазоны, что нить слышали?
                          0
                          Предположим, астронавт проглядывает аккаунт Instagram дочки. Клик с целью увеличить изображение

                          В инстаграме нельзя увеличить изображение кликом.
                            +2
                            Предположим, в инстаграмме добавили такую функцию.
                              +1
                              0
                              Неплохо бы добавить что это статья является пересказом-переводом ответов Роберта Фроста с кворы.
                                0
                                Это не единственный источник. Там источники уже указаны.
                                +1
                                  0
                                  Онлайн-банкинг через удаленный рабочий стол расположенный у работодателя?..
                                  И очень интересен момент, почему твиттер и инстаграм входят в список заблокированных, как явно не имеющие отношение к работе.
                                    0
                                    Почему входят? Они не входят в список заблокированных.
                                      0
                                      Прошу прощения. Это и имел в виду.
                                        +1
                                        А вот теперь отвечу: может, потому что продуктивнее не запрещать работнику всё подряд, а обеспечить ему необходимую свободу? То есть не может средний рабочий просто так работать 8 часов подряд, даже с перерывом в час. Он не робот. Главная мотивация — зарплата, и работник сам выберет, как распоряжаться временем — или будет уволен.

                                        А в случае с НАСА это ещё и показуха, мол, наши астронавты вольны заниматься в свободное время чем хотят, у нас открытость и гласность. Да и полгода тухнуть на орбите без соцсетей я бы не согласился, если бы меня взяли.
                                          0
                                          Ну и опять же вопрос о запретах в целом это тема для отдельной статьи (которая, уверен, уже есть). Однако социальные сети как правило первые в очереди на запрет доступа. Не подумал о том что черные списки могут быть разными для разных пользователей.
                                    0
                                    Не так давно ходили слухи о планировавшемся запуске серверов ThePirateBay на орбиту. Есть какие-то перспективы у орбитального хостинга?
                                      0
                                      Эти слухи не первого апреля появились, случаем?
                                      0
                                      А почему от пассивного охлаждения воздух не будет вверх подниматься?
                                        +1
                                        В невесомости нет верха.
                                          +1
                                          Из википедии (Сила Архимеда):
                                          В отсутствие гравитационного поля, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляция жилых отсеков космических аппаратов производятся принудительно, вентиляторами.

                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                        Самое читаемое