自太空飛行開始以來，大多數航天器透過向對方和地面站傳送無線電訊號進行通訊。資訊流通常是從航天器到地球的單向傾斜，並且通常不會在少數裝置之外共享鏈路。
但是，如果人類希望將我們的文明更深入地擴充套件到太陽系 - 這個目標本身就是一個激烈辯論的話題- 我們將需要一個軌道網際網路革命來支援航天人口的巨大資料需求。即使空間仍然主要是機器人的領域，聯網裝置也有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量資訊。
任何在路由器位於同一房間時經歷過不穩定連線的人可能會對在外太空建立功能性網際網路的願景持懷疑態度。但自20世紀90年代以來，美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網路(DTN)的東西，它可以將太空系統中的航天器，流動站和著陸器連線到地球。
美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通訊建築師大衛·以色列在電話中說：“DTN協議為太陽能系統做了網際網路協議為地球做的事情。”“網際網路協議允許我們在一開始就採用現有的電話線，並一起啟動網路系統。”
他解釋說，DTN將為太空裝置提供相同的網路優勢。
在太空建立網際網路的專案與建立巨大衛星網際網路星座的持續努力有關，但不同。SpaceX，OneWeb，波音和許多其他商業實體正在競相發射網際網路星座，這可能導致在未來十年內在低地球軌道上部署數千個新航天器。
在大多數情況下，衛星網路星座將集中在提高速度，效率和寬頻地球上的人和裝置的可用性-又名地面網際網路。
相比之下，DTN會將物聯網擴充套件到深空和其他星球，從而徹底改變人類與航天器的互動方式。
實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱：延遲和中斷。
由於近乎瞬時的連線，地球上的網際網路流量激增，但這種奢侈在外太空是不可能的。
光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘，而它需要幾小時才能到達外太陽系，所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷，從而切斷網路中節點之間的通訊。
大約20年前，美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的研究人員與網際網路先驅Vint Cerf合作克服了這些挑戰。JPL的空間通訊網路架構師J. Leigh Torgerson自成立以來就一直在這個團隊工作。
“我們很快意識到標準網際網路協議不適合星際使用，”Torgerson在一封電子郵件中說。他解釋說，網際網路協議假設“很多"聊天"互動”只有幾毫秒的雙向延遲，並且“沒有能力儲存資料。”
為了解決這個問題，DTN團隊開發了“捆綁協議”，這是一個自動在節點上儲存資料的系統，直到網路鏈中的下一個鏈路牢固建立。
由於DTN專為延遲和中斷而設計，因此在地球上經常遇到鏈路中斷的環境中也很有用。
“DTN已經被用於分散式地震感測器網路，跟蹤和監測野生動物(具有DTN的跟蹤項圈)，湖泊水質監測以及許多有趣的地面應用，”Torgerson指出。
正如目前設想的那樣，DTN將把地球上的網際網路協議 - 也許最終將其他行星 - 連線到整個太陽系的裝置。換句話說，捆綁協議不是傳統網際網路套件的替代品，而是連結它們的基於空間的覆蓋。
以色列推測說：“如果你要去月球度假，並帶上你的膝上型電腦，你可能仍然可以使用相同的Wi-Fi介面，並能夠在當地進行操作。”“但是，如果你想將來自月球的資訊傳遞迴地球上的朋友，或者是火星上的冒險朋友，你的資訊將透過捆綁協議進行傳遞。它不會出現在本地智慧財產權上。“
在太陽系中散佈當地熱點的想法也吸引了私人空間領域人們的想象力。
2013年，空間通訊專家兼企業家M. Brian Barnett領導了一個團隊，該團隊從美國太空港傳送簡訊，向距地面72英里以上的UP航空航天器傳送簡訊。來自新墨西哥州阿爾伯克基的高中生參加了這項實驗，所以到達航天器的第一條簡訊自然是：“哈斯塔拉維斯塔，寶貝。”
“這就是整個美麗，”巴內特在電話中說。“為了讓人們能夠輕鬆地與航天器上的某些東西進行通訊 - 無論是人員，有效載荷還是機器。”
受實驗成功的啟發，Barnett於2017年創立了Solstar Space Co.，旨在建立一個商業網際網路服務，將地球上的客戶與太空裝置連線起來。
“最初的應用之一是允許太空科學家在任何連線網際網路的裝置的太空飛行中與他們的實驗進行雙向互動，”他說。Barnett補充說，長期目標是讓“普通人能夠更容易地與太空探索互動，感受其中的一部分”。
Solstar團隊在2018年Blue Origin的New Shepard太空艙飛行測試中朝著這一互動空間Wi-Fi願景邁出了重要一步，這是一種主要為遊客設計的商用亞軌道太空船。
作為技術演示的一部分，新謝潑德攜帶施密特太空通訊器，這是一種以阿波羅17號宇航員哈里森施密特命名的Solstar裝置，距離地球表面66英里。“你可以用路由器來思考它，”Barnett說道，描述了Schmitt的傳播者。“就像你家裡的無線裝置一樣，它提供了你的Wi-Fi，但是專為空間環境和我們飛行的航天器而設計。”
儘管在飛行前的一些訊號連線問題，Barnett和他的同事們能夠使用通訊器在太空釋出第一條商業推文。
這項技術可以為機器人任務開闢新的溝通渠道，但Solstar團隊也希望為未來的太空遊客開發它。像New Shepard這樣的航天器上的Wi-Fi熱點將允許客戶在飛行期間上網併發布他們的強制性空間自拍。
由於航天器和地面站之間的通訊目前由政府組織調解，這會減慢資訊流，Solstar團隊預測，未來私營公司將有更靈活的網際網路連結市場。
這提高了空間網際網路基礎設施可能沿著與地面網際網路類似的線路發展的可能性，地面網際網路由非專有協議支援，但也適用於商業服務提供商。
公共和私人開發商之間的相互作用迎來了數字時代，但它也帶來了數字鴻溝和對網路中立性的擔憂。在這個階段，太空網際網路還不夠成熟，可以成為各種不公平現象的載體，但這是開發人員為未來考慮的問題。
“我們希望從網際網路上吸取教訓，”以色列說。“我們將進入一個與早期網際網路時代非常相似的時代。目前還沒有一個龐大的商業市場，我們正在制定基本的產品，所以我們要努力建立同樣的開放式架構。“
除了建立非專有基礎設施外，空間資料系統諮詢委員會(CCSDS)等監管機構必須預見到行星際網際網路的網路安全風險。以色列指出，加密對於DTN來說是一個特別重要的功能，可以防止駭客複製或更改將儲存在各個節點上的資訊包。“我們正在建立更好的東西，從一開始就解決安全問題和問題，”他說。
Torgerson表示，DTN“從一開始就設計用於徹底解決網路安全”，並且網路的安全協議由CCSDS標準化，並且也正在由網際網路工程任務組進行標準化。
將物聯網擴充套件到最終前沿的想法曾經是一個假設，但它現在正逐步走向現實。DTN已經在軌道上進行了多次測試，目前國際空間站正在使用一個版本。美國宇航局的浮游生物，氣溶膠，雲，海洋生態系統(PACE)航天器計劃於2022年發射，預計將成為第一個使用DTN的科學任務。
與此同時，歐洲，南韓和日本的空間機構也將DTN概念納入其未來的任務計劃。正如以色列所指出的那樣，關於這些發展最令人著迷的事情之一就是它們似乎反映了地球上網際網路的早期階段。雖然從網際網路的起源接受了網際網路的基本功用，但沒有人能夠預見到它所有的千變萬化的排列或重塑社會的深刻方式。
同樣，很難預測未來的細節，其中軌道器，流動站，深空探測器，甚至人類太空棲息地都是物聯網上的節點。唯一安全的預測是，那些複雜的東西將由政府，企業和個人使用者之間的複雜互動來雕刻 - 就像地面網際網路一樣。在火星上說的第一句話可能是一些變化：什麼是Wi-Fi密碼?但是一個很好的後續問題是：一旦你在網上離線，你想做什麼?
自太空飛行開始以來，大多數航天器透過向對方和地面站傳送無線電訊號進行通訊。資訊流通常是從航天器到地球的單向傾斜，並且通常不會在少數裝置之外共享鏈路。
但是，如果人類希望將我們的文明更深入地擴充套件到太陽系 - 這個目標本身就是一個激烈辯論的話題- 我們將需要一個軌道網際網路革命來支援航天人口的巨大資料需求。即使空間仍然主要是機器人的領域，聯網裝置也有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量資訊。
任何在路由器位於同一房間時經歷過不穩定連線的人可能會對在外太空建立功能性網際網路的願景持懷疑態度。但自20世紀90年代以來，美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網路(DTN)的東西，它可以將太空系統中的航天器，流動站和著陸器連線到地球。
美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通訊建築師大衛·以色列在電話中說：“DTN協議為太陽能系統做了網際網路協議為地球做的事情。”“網際網路協議允許我們在一開始就採用現有的電話線，並一起啟動網路系統。”
他解釋說，DTN將為太空裝置提供相同的網路優勢。
在太空建立網際網路的專案與建立巨大衛星網際網路星座的持續努力有關，但不同。SpaceX，OneWeb，波音和許多其他商業實體正在競相發射網際網路星座，這可能導致在未來十年內在低地球軌道上部署數千個新航天器。
在大多數情況下，衛星網路星座將集中在提高速度，效率和寬頻地球上的人和裝置的可用性-又名地面網際網路。
相比之下，DTN會將物聯網擴充套件到深空和其他星球，從而徹底改變人類與航天器的互動方式。
實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱：延遲和中斷。
由於近乎瞬時的連線，地球上的網際網路流量激增，但這種奢侈在外太空是不可能的。
光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘，而它需要幾小時才能到達外太陽系，所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷，從而切斷網路中節點之間的通訊。
大約20年前，美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的研究人員與網際網路先驅Vint Cerf合作克服了這些挑戰。JPL的空間通訊網路架構師J. Leigh Torgerson自成立以來就一直在這個團隊工作。
“我們很快意識到標準網際網路協議不適合星際使用，”Torgerson在一封電子郵件中說。他解釋說，網際網路協議假設“很多"聊天"互動”只有幾毫秒的雙向延遲，並且“沒有能力儲存資料。”
為了解決這個問題，DTN團隊開發了“捆綁協議”，這是一個自動在節點上儲存資料的系統，直到網路鏈中的下一個鏈路牢固建立。
由於DTN專為延遲和中斷而設計，因此在地球上經常遇到鏈路中斷的環境中也很有用。
“DTN已經被用於分散式地震感測器網路，跟蹤和監測野生動物(具有DTN的跟蹤項圈)，湖泊水質監測以及許多有趣的地面應用，”Torgerson指出。
正如目前設想的那樣，DTN將把地球上的網際網路協議 - 也許最終將其他行星 - 連線到整個太陽系的裝置。換句話說，捆綁協議不是傳統網際網路套件的替代品，而是連結它們的基於空間的覆蓋。
以色列推測說：“如果你要去月球度假，並帶上你的膝上型電腦，你可能仍然可以使用相同的Wi-Fi介面，並能夠在當地進行操作。”“但是，如果你想將來自月球的資訊傳遞迴地球上的朋友，或者是火星上的冒險朋友，你的資訊將透過捆綁協議進行傳遞。它不會出現在本地智慧財產權上。“
在太陽系中散佈當地熱點的想法也吸引了私人空間領域人們的想象力。
2013年，空間通訊專家兼企業家M. Brian Barnett領導了一個團隊，該團隊從美國太空港傳送簡訊，向距地面72英里以上的UP航空航天器傳送簡訊。來自新墨西哥州阿爾伯克基的高中生參加了這項實驗，所以到達航天器的第一條簡訊自然是：“哈斯塔拉維斯塔，寶貝。”
“這就是整個美麗，”巴內特在電話中說。“為了讓人們能夠輕鬆地與航天器上的某些東西進行通訊 - 無論是人員，有效載荷還是機器。”
受實驗成功的啟發，Barnett於2017年創立了Solstar Space Co.，旨在建立一個商業網際網路服務，將地球上的客戶與太空裝置連線起來。
“最初的應用之一是允許太空科學家在任何連線網際網路的裝置的太空飛行中與他們的實驗進行雙向互動，”他說。Barnett補充說，長期目標是讓“普通人能夠更容易地與太空探索互動，感受其中的一部分”。
Solstar團隊在2018年Blue Origin的New Shepard太空艙飛行測試中朝著這一互動空間Wi-Fi願景邁出了重要一步，這是一種主要為遊客設計的商用亞軌道太空船。
作為技術演示的一部分，新謝潑德攜帶施密特太空通訊器，這是一種以阿波羅17號宇航員哈里森施密特命名的Solstar裝置，距離地球表面66英里。“你可以用路由器來思考它，”Barnett說道，描述了Schmitt的傳播者。“就像你家裡的無線裝置一樣，它提供了你的Wi-Fi，但是專為空間環境和我們飛行的航天器而設計。”
儘管在飛行前的一些訊號連線問題，Barnett和他的同事們能夠使用通訊器在太空釋出第一條商業推文。
這項技術可以為機器人任務開闢新的溝通渠道，但Solstar團隊也希望為未來的太空遊客開發它。像New Shepard這樣的航天器上的Wi-Fi熱點將允許客戶在飛行期間上網併發布他們的強制性空間自拍。
由於航天器和地面站之間的通訊目前由政府組織調解，這會減慢資訊流，Solstar團隊預測，未來私營公司將有更靈活的網際網路連結市場。
這提高了空間網際網路基礎設施可能沿著與地面網際網路類似的線路發展的可能性，地面網際網路由非專有協議支援，但也適用於商業服務提供商。
公共和私人開發商之間的相互作用迎來了數字時代，但它也帶來了數字鴻溝和對網路中立性的擔憂。在這個階段，太空網際網路還不夠成熟，可以成為各種不公平現象的載體，但這是開發人員為未來考慮的問題。
“我們希望從網際網路上吸取教訓，”以色列說。“我們將進入一個與早期網際網路時代非常相似的時代。目前還沒有一個龐大的商業市場，我們正在制定基本的產品，所以我們要努力建立同樣的開放式架構。“
除了建立非專有基礎設施外，空間資料系統諮詢委員會(CCSDS)等監管機構必須預見到行星際網際網路的網路安全風險。以色列指出，加密對於DTN來說是一個特別重要的功能，可以防止駭客複製或更改將儲存在各個節點上的資訊包。“我們正在建立更好的東西，從一開始就解決安全問題和問題，”他說。
Torgerson表示，DTN“從一開始就設計用於徹底解決網路安全”，並且網路的安全協議由CCSDS標準化，並且也正在由網際網路工程任務組進行標準化。
將物聯網擴充套件到最終前沿的想法曾經是一個假設，但它現在正逐步走向現實。DTN已經在軌道上進行了多次測試，目前國際空間站正在使用一個版本。美國宇航局的浮游生物，氣溶膠，雲，海洋生態系統(PACE)航天器計劃於2022年發射，預計將成為第一個使用DTN的科學任務。
與此同時，歐洲，南韓和日本的空間機構也將DTN概念納入其未來的任務計劃。正如以色列所指出的那樣，關於這些發展最令人著迷的事情之一就是它們似乎反映了地球上網際網路的早期階段。雖然從網際網路的起源接受了網際網路的基本功用，但沒有人能夠預見到它所有的千變萬化的排列或重塑社會的深刻方式。
同樣，很難預測未來的細節，其中軌道器，流動站，深空探測器，甚至人類太空棲息地都是物聯網上的節點。唯一安全的預測是，那些複雜的東西將由政府，企業和個人使用者之間的複雜互動來雕刻 - 就像地面網際網路一樣。在火星上說的第一句話可能是一些變化：什麼是Wi-Fi密碼?但是一個很好的後續問題是：一旦你在網上離線，你想做什麼?