Интернет на МКС

^[1]
Сунита Уильямс работает за ThinkPad A31p. С 2011 года эта модель ноутбуков на станции уже не используется.

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 нужного канала связи, так и обеспечения его безопасности.

Доступ в веб появился не сразу, а лишь в 2010 году ^[2] с целью снизить психологическую нагрузку изоляции от остального мира. Как вспоминает ^[3] астронавт Клейтон Андерсон, во время своего недолгого пребывания в апреле 2010 года он успел застать новую роскошь. 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 K_u-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 ^[4]. 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 несколько категорий по основной функции.

Машинки категории 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 ^[5]. 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.

^[6]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 ^[7] работник НАСА Роберт Фрост, рендеринг страниц происходит на Земле. Документ от 2011 года указывает ^[8], 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 K_u-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 ^[9] (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 K_u-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.

.@PrestynChapman ^[10] @NASA ^[11] We have a slow internet connection. Worse than what dial-up was like. Using it to answer your question right now.

— Scott Kelly (@StationCDRKelly) 26 апреля 2015 г. ^[12]

Связь бывает ^[13] 45—50 минут в час. Интернет иногда медленный, но зато есть надёжная электронная почта. По ней предпочтительно получать информацию.

.@emilner ^[14] we have a very slow internet connection, but reliable email. Email was the preferred way to get info.

— Reid Wiseman (@astro_reid) 20 февраля 2015 г. ^[15]

Иногда связь работает хорошо. Каждый день в обоих направлениях выгружаются ^[16] 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 ^[17], у НАСА есть мощная антивирусная защита.

Посещаемые сайты у всех разные. Скотт Келли говорил ^[13], что ходил туда же, что и земляне. Келли посещал Twitter, Instagram, проверял свои банковские счета через онлайн-банкинг, иногда смотрел видео.

Автор: atomlib

Источник ^[18]