รู้จักกับ Deep Space Network ถ้าเล่นเน็ตที่ดาวอังคารจะเร็วไหม

เชื่อว่าอินเตอร์เน็ตบ้านของเราๆท่านๆในปัจจุบันนี้ สำหรับคนในเมืองคงมีความเร็วมากกว่า 10Mbit ต่อวินาที หรือถ้าเป็นต่างจังหวัดก็คงมีอินเตอร์เน็ตไม่ต่ำกว่า 2Mbit ต่อวินาที ยิ่งเป็นต่างประเทศก็ยิ่งเร็วเข้าไปใหญ่ เพราะบ้านเมืองเขาพัฒนาด้านระบบโทรคมนาคมไปเร็วกว่าบ้านเราพอควร

Deep Space Netwok
Canberra, Australia

แต่เมื่อมองออกไปให้ไกลถึงอวกาศ คนที่ดูข่าวแล้วเห็นภาพถ่ายจากดาวอังคาร, ภาพดาวเสาร์ ที่ถ่ายโดยยานสำรวจอวกาศก็คงไม่ได้คิดอะไรมาก เพราะมันก็เหมือนกับการกดส่งภาพทาง e-mail หรือ post เหมือน facebook กลับมาที่โลกง่ายๆ แต่ในความเป็นจริงแล้ว อินเตอร์เน็ตในอวกาศที่สื่อสารกันในทุกวันนี้เป็นอะไรที่เลวร้ายมากหรือมากที่สุด

เครือข่ายสื่อสารข้อมูลห้วงอวกาศ (Deep Space Network: DSN) เป็นระบบการสื่อสารที่ใช้งานเพื่อรับและส่งข้อมูลกับยานสำรวจอวกาศที่อยู่ในอวกาศ ตัวอย่างถ้าเปรียบเทียบกับการใช้งานอินเตอร์เน็ต ยานสำรวจดาวอังคารตลอดทั้งโครงการในช่วง 1 ปีย้อนหลังวัดความเร็วในการส่งข้อมูลเฉลี่ยได้ 300 bit ต่อวินาที หรือช้ากว่า modem รุ่นโบราณ 56k ที่ต่อโทรศัพท์ธรรมดา 186 เท่า หรือช้ากว่าอินเตอร์เน็ต ADSL ต่างจังหวัดความเร็ว 2Mbits บ้านเราอยู่ 7,000 เท่า ดังนั้นถ้าเราไปเล่น facebook บนดาวอังคาร การจะแสดงผลรูปเพื่อนซักคนบนนั้น ถ้ารูปของเพื่อนมีขนาด 500k เราจะใช้เวลาประมาณ 27 นาทีในการแสดงผลได้ครบทั้งรูป นี่ยังไม่ได้พูดถึงการ load หน้า facebook ทั้งหน้านะ

อย่างต่อมา ด้วยการที่ดาวเคราะห์ต่างๆ ไม่ได้อยู่กับที่ ตำแหน่งของดาวที่อยู่ใกล้และไกลจากโลก ก็มีผลกระทบเช่นเดียวกัน บนโลกถ้าเราส่งข้อมูลข้ามไปข้ามมาระหว่างเอเชียไปอเมริกา (แบบส่งไปตอบกลับหรือ round-trip) จะใช้เวลาราว 200 มิลลิวินาที (ประมาณ 1/4 ของวินาที) ถ้าเราอยู่บนดวงจันทร์ ความเร็ว round-trip ที่จะได้จะมีประมาณ 2.6 วินาที ซึ่งยังไม่มาก แต่พอไปใช้งานบนดาวอังคาร อาจจะมีการใช้เวลาถึง 34 นาที

DSN มุมมองของภาครับสัญญาณที่ติดตั้งไว้ 3 จุดของโลก

ปัจจุบันนี้ ยานอวกาศที่ไกลที่สุดของโลกเรา คือยาน Voyager ใช้เวลาส่งข้อมูลและรอตอบกลับที่ 22 ชั่วโมง 54 นาที สนใจจะไปใช้ internet ที่มีค่า ping 23 ชั่วโมงไหม?

เหตุผลที่อินเตอร์เน็ตหรือการสื่อสารข้อมูลของ Deep Space Network ช้าขนาดนั้น เป็นเพราะหลายปัจจัย ทั้งระยะทาง, ความแรงของอุปกรณ์ส่งสัญญาณที่ตัวยานสำรวจ, สัญญาณรบกวนจากบรรยากาศ, เทคนิคการแปลความสัญญาณ, และด้วยอายุของอุปกรณ์ส่งข้อมูลที่ติดตั้งมาตั้งแต่ปี 1958 ก็ยังมีใช้งานอยู่

ข้อจำกัดด้านความเร็ว ทำให้เรายังต้องคิดแก้ปัญหาด้านการสื่อสารซะก่อนที่จะไปให้ไกลขึ้น ซึ่ง NASA เองก็มีแผนจะปรับปรุงระบบ DSN ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งจะดันให้ไปสู่ระดับ Megabits หรืออาจจะสูงถึง 600 Megabits เพื่อรองรับการทำงานที่หลากหลายขึ้นต่อความต้องการสื่อสารข้อมูล

พอรู้แบบนี้แล้วก็รู้สึกดีว่าเน็ตบ้านของเราดีกว่าเยอะเลย

Written by Tiwakorn Laophulsuk

Reference:

• DSN FAQ http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsn/faq-data.html
• NASA to Boost Speed of Deep Space Communications http://www.space.com/7815-nasa-boost-speed-deep-space-communications.html