太空中的互聯網

20150801A C

除了是智能生活跟科技Gadgets「大躍進」時代的開始,這兩年也是天文科學的豐收年。先是去年歐洲太空總署的“Rosetta”計劃,於2004年發射太空船追蹤名為“67P/Churyumov–Gerasimenko”的彗星。經過整整十年零八個月的「一追再追」旅程,終於在2014年底,人類第一次追上彗星,並成功把機械人「菲萊」(Philae),降落至彗星核心的表面(不要以為很簡單,基本上跟你把一個火柴盒,徒手投擲到高速火車上的一個氣球表面差不多:彗星的引力可只有地球的萬分之一,可不會把機械人牢牢「吸著」‌),真正在人類歷史上第一次把彗星的組成成份數據,分析後從彗星核心現場傳回地球,令我們真真正正能夠知道,一直以來對彗星組成的猜想是否真確;還有經歷9年的長期飛行,終於在今年7月底,於人類有史以來,最接近冥王星的12,500公里處掠過的新視野號(New Horizons)無人探測船,拍下極高解像度的清晰照片,我們將可最快在今年9月真正看到,這顆在太陽系最外端,楚楚可憐的「天煞孤星」的神秘面紗。

C聰明的讀者也許已經想問,為什麼7月底已經拍下的照片,最快要9月才能看到?更聰明的讀者也許已經想到,冥王星跟地球的距離約為60億公里,既然我們從香港家中到美、日等地的網絡連線,也要等上數秒、甚至常常連結不到,又何況是跟我們距離60億公里外的幽冥孤星?

且慢!最聰明的讀者也許已經想到,這種行星之間的「超遠距離」數據傳送,用的方法和技術跟互聯網的會一樣嗎?難道太空互聯網已經被架構出來,我們上太空的同時,也可以上網一番?

簡單來說,新視野號的數據架構,跟我們在用的智能手機也非常相似:中央處理器、記憶體、數據儲存庫、無線數據傳送硬體和天線。不說不知,原來新視野號用上的,正是第一代PlayStation遊戲機的處理器。既然處理器也可以用PlayStation的,那又可不可以把互聯網在地球與新視野號之間架構起來,作數據傳輸?

答案是「原理一樣,但方法是改良了。」正如新視野號的PlayStation處理器,當然是將家裡的不一樣,最起碼是改良成可以在太空的各種惡劣環境之下,完全運作正常。數據傳送也是一樣:由於是無人探測器,新視野號安裝的是直徑達83吋、極高效能的無線傳送天線,數據以光速傳輸,不過所有訊號還是需要4小時25分鐘才能到達地球,而且每秒地球能夠接收的數據也只有75至150 bytes,以一張手機拍攝的高清照片,平均為3.5百萬bytes來計算,就算把照片壓縮以後,也需要大約6.5小時才能完成,還要期望中途可不要斷線或其他原因,需要更長時間傳送才好。

早於2007年,在互聯網之父Vint Cerf(電影Matrix裡,坐在很多電視房間,跟男主角Keanu Reeves講解Matrix概念的「白頭教授」,就是以Vint Cerf為藍本)和Adrian Hooke帶領的一眾科學家,開始了「太空上使用的互聯網研究」(Interplanetary Internet Studies),更在2008年,跟美國太空總署(NASA)合作之下,為「太空互聯網」(Deep Space Internet)測試成功。

往後的太空互聯網,卻好像有點停滯不前。不過對太空人來說,也許是個好消息。從2008年起,現時的我們正在使用互聯網,已經伸展到國際太空站之上(International Space Station)。第一位使用太空互聯網的人,就是美國的Mike Massimino,從太空穿梭機透過互聯網,發出第一個Twitter的Tweet,瞬間已被超過數千人轉發和回覆。自此以後,太空人除了跟地面控制室通訊、在太空船或站內工作以外,還可以上Facebook、Twitter、甚至看串流影片,太空人終於不用跟冥王星一樣,在太空中感到孤寂。

雖然跟建成完整的太空互聯網,還有一大段的距離,不過俄羅斯已經公佈,將會構建由48顆通訊衛星組成,一個完整的太空互聯網。除了可用作太空「上網」之外,受惠的還有我們普羅大眾:正在飛行中的民航機、公海上航行中的船隻,也同樣可以使用。美國當然也不甘示弱,被譽為「現實中的Tony Starks」、私營太空船服務公司SpaceX總裁Elon Musk,也同時宣佈將會開發太空互聯網。且看5年之後,我們花費到太空旅遊,拍Selfie放上Facebook和Instagram的時候,使用的會是美國、還是俄羅斯的太空互聯網?

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