Ko bodo astronavti čez nekaj desetletji pristali na Marsu, bodo potrebovali način za medsebojno komunikacijo in z ekipo na Zemlji. Kljub dejstvu, da bodo živeli tako daleč od doma, bodo nedvomno želeli ohraniti stik z ljubljenimi, posodabljati svoje predvajalne sezname ali pretakati najnovejše epizode svojih najljubših oddaj.
Vendar vzpostavitev Wi-Fi povezave do interneta na Zemlji ne bo možna. Zemlja je preprosto predaleč stran – od 55 milijonov do 400 milijonov kilometrov, odvisno od tega, na kakšnem položaju v tirnicah se nahajata planeta. Vesoljski popotniki bodo potrebovali drugo strategijo.
»Vzpostavitev dobre komunikacijske infrastrukture je ključnega pomena za človeške misije na Mars,« pravi Claire Parfitt, inženirka sistemov pri Evropski vesoljski agenciji (ESA), ki deluje v Noordwijku na Nizozemskem. »Trenutno smo v začetnih fazah raziskovanja takšne komunikacije.«
Raziskovalci preizkušajo načine za nadgradnjo obstoječih omrežij skupaj z nekaterimi bolj eksperimentalnimi alternativami. Na primer, misija Psyche ameriške vesoljske agencije NASA, ki se je oktobra izstrelila z nalogo raziskovanja asteroida med Marsom in Jupiterjem, bo preizkusila tudi medplanetarno komunikacijo z uporabo laserjev. Laserji bi lahko prenašali veliko več podatkov kot radijski valovi, ki so bili uporabljeni že od začetkov vesoljskih potovanj. Za zdaj ni znanih strategij, ki bi odpravile časovni zamik pri komunikaciji med Zemljo in Marsom; sporočilo, ki se premika s hitrostjo svetlobe, potrebuje od štiri do 24 minut za enosmerno potovanje. Drugače povedano, hitra pošiljka sporočila do kontrole misije je izven vprašanja, kaj šele WhatsApp klic domov.
Prav tako je tu težava sončnega konjunkcija, pravi Parfitt, ko se sonce postavi med Zemljo in Mars. To se zgodi vsake dve ali tri leta za nekaj tednov, kar prekine komunikacijo med planetoma. Zadnji takšen dogodek je bil novembra. Nekateri znanstveni pristopi so pričeli razmišljati na drugačen način in se si poskušali predstavljati kako bi bilo, če bi zemeljsko tehnologijo predstavili na Mars. Vsaj ena raziskovalna ekipa se je spraševala: »Kaj če bi imel Mars svoje medomrežje?«
Kako komunikacija na Marsu deluje danes?
Več vesoljskih agencij ima pristajalnike, roverje in satelite že na Marsu in te morajo komunicirati z Zemljo. Rover Perseverance, ki ga je na Mars poslala NASA pošilja in prejema dve vrsti informacij. Prva vrsta podatkov so ukazi in telemetrija, ki jih pošiljajo operaterji z Zemlje. Perseverance običajno prejme več kot 1000 ukazov iz Zemlje vsak dan. Druga vrsta podatkov so znanstveni podatki – na primer slike kamnin iz Marsa – ki jih rover zbira.
Rover, ki mora najnovejše opazovanje poslati nazaj na Zemljo, najprej prenese podatke na enega od orbiterjev (satelit, ki se nahaja v orbiti Marsa) s pomočjo ultravisokofrekvenčnih radijskih prenosov. Če ta orbiter nima vidne črte do Zemlje, lahko podatke zadrži, dokler je ne dobi. Podatki se nato posredujejo proti Zemlji, kjer močne radijske antene, razporejene po celem svetu, vedno poslušajo signale iz globokega vesolja.
Ko bo na Marsu pristala človeška posadka, ta sistem ne bo več dovolj dober. Vincent Chan, raziskovalec na področju optičnih vlaken in satelitskih komunikacij z MIT, v tem ne vidi večje težave. »Posadka na Marsu bi lahko medsebojno komunicirala z uporabo radijskih frekvenc in obstoječih brezžičnih tehnologij,« pravi. Dva mini stolpa za mobilno omrežje bi zadostovala za primere, ko so astronavti blizu drug drugega, za prenos sporočil preko obzorja pa bi se lahko uporabil rele kakršne koli vrste in s tem bi rešili situacije, ko so astronavti dovolj daleč narazen. »Ljudje, ki živijo v oddaljenih predelih Zemlje, na podoben način komunicirajo ves čas. Te storitve so že v uporabi,« pravi Chan.
Velika antena na pristajalnem vozilu posadke, usmerjena proti Zemlji, bi bila verjetno prva infrastruktura, ki jo bodo raziskovalci Marsa vzpostavili, pravi Chan, vendar se lahko stvari nato zapletejo. Ko ta zemeljska antena nima neposredne vidne črte, bi astronavti lahko uporabljali orbitalne releje, podobne Mreži Marsovskih Relejev, za komunikacijo z Zemljo. Več orbiterjev bi moralo biti na voljo za pokritost ves dan, in morali bi biti optimizirani za prenos velikih količin podatkov. ESA trenutno razmišlja o tem, kako narediti današnje relejsko omrežje bolj robustno. V začetnih fazah razmišlja o konceptu, imenovanem Marsovska komunikacijska in navigacijska infrastruktura, ali MARCONI. Če bo projekt šel naprej, bo razvil niz bremen, povezanih s komunikacijo in navigacijo, ki bi se lahko peljali na katero koli misijo na Mars.
Internet na Marsu
Tisti, ki raziskujejo Mars, da ne omenjamo morebitnih prihodnjih prebivalcev, nedvomno želijo početi več kot le pošiljati sporočila in dolgo čakati na odgovore. Želeli si bodo postaviti sistem, podoben Zemljinemu internetu, ki ga uporabljamo za vse, od deljenja fotografij do dostopa do obsežnih podatkovnih zbirk. Leta 2023 sta Tobias Pfandzelter in David Bermbach s Tehnične univerze v Berlinu predlagala, da bi lahko skupina satelitov, ki krožijo okoli Marsa, zagotovila Rdečemu planetu lasten izvod interneta.
Večina Zemljanov dostopa do interneta dostopa prek svojih telefonov s pomočjo radijskih valov, bodisi prek brezžičnih omrežij 4G ali 5G bodisi prek Wi-Fi usmerjevalnikov. Ti priključki so povezani prek optičnih kablov po celem svetu. Predlagano omrežje na Marsu bi namesto tega bilo podobno Starlinku, konstelaciji satelitov v nizki Zemljini orbiti, ki jo upravlja SpaceX. Na Zemlji je širokopasovni internet in mobilno telefonsko pokritost prek satelita draga, toda na Marsu bi takšen sistem morda bil cenejši in lažji za postavitev kot obsežno in robustno omrežje na tleh.
Pfandzelter in Bermbach sta strokovnjaka na področju računalniških storitev prek interneta. Za njun predlagani marsovski internet sta izpeljala koncepte s področja robnega računalništva, pri katerem se informacije obdelujejo blizu mesta, kjer so zbrane. Michael Clegg, generalni direktor tehnološkega podjetja Supermicro s sedežem v San Joseju, je pojasnil robno računalništvo z analogijo priljubljene picerije ‘ki odpira manjše podružnice v več soseskah, saj bi pica, pečena na glavnem mestu, postala hladna na poti do oddaljenega kupca.’ Robno računalništvo se običajno zanaša na bazne postaje na tleh za shranjevanje in prenos podatkov, toda sateliti v nizki Zemljini orbiti zdaj veljajo za alternativo.
Ekipa raziskovalcev predlaga, da bi mreža 81 satelitov v orbiti okoli Marsa, lahko ponudila internetno pokritost planeta. Predstavljajte si astronavta na Marsu, ki poskuša nadoknaditi zamujeno Netflix oddajo. »Če bi jo želeli pretakati iz Zemlje, bi morali najprej počakati 10, 15 ali celo 40 minut,« pravi Pfandzelter, in to samo za vzpostavitev povezave. To bi bil frustrirajoč postopek z ustavljanjem in začetkom. In če bi drugi astronavt na Marsu želel gledati isti film, bi moral znova opraviti enak postopek. Namesto tega bi lahko oblak za shranjevanje podatkov na Marsu omogočil enostaven dostop do filmov. “Lahko bi imeli enako izkušnjo kot na Zemlji, ker so vsi vaši podatki lokalno kopirani,” pravi. Medtem pa bi se drugi prenosi podatkov, kot so znanstveni podatki, nadaljevali v ozadju.
Postavljanje internetnih satelitov v orbito okoli Marsa bi bilo tudi ekonomično, saj ne bi zahtevalo pristajalne infrastrukture na površju; pristajalna oprema lahko predstavlja velik del proračuna misije. »Veliko ceneje bi bilo samo poslati kup satelitov za omrežje na Mars in jih obdržati v orbiti,« pravi Pfandzelter. Gre za podobno, razširjeno različico koncepta MARCONI (in bi lahko uporabljala radijske ali optične valove, odvisno od stanja teh tehnologij).
Čeprav je pristanek na Marsu še desetletja oddaljen, pravi Parfitt, ni prezgodaj začeti načrtovati. Video klepetanje med planeti je izven dosega znanstvene možnosti. Razen če ne pride do večjega prevrata v fizikalnih zakonih, sporočila nikoli ne bodo mogla potovati hitreje od svetlobne hitrosti. »To ni problem, ki bi ga bilo treba rešiti. To je le problem.« Vendar pa se lahko premagajo druge omejitve. Sprejem teh izzivov bi lahko koristil, ne le prihodnjim astronavtom na Marsu, ampak bi jih lahko tudi prej pripeljal tja.
Novinar
