Astronauti e Internet – Ultima frontiera

Pubblicato il 14  Aprile 2014, da Tom Uhlig.

Un collega di Colonia mi ha inviato una email riguardo questo blog. L’ho ricevuta sul mio telefono cellulare, anche se in realtà mi trovavo presso il Chiemsee, durante le vacanze pasquali. La moderna tecnologia ha reso possibile tutto ciò. E tutto mi è sembrato completamente naturale, anche se non c’è una connessione ad Internet nelle vicinanze, niente computer con un programma di posta, e niente scomode procedure per autenticarsi al terminale…
Vent’anni fa, questa esperienza non sarebbe sembrata altro che miracolosa. Venivano svolti i primi esperimenti nei laboratori universitari ed erano richieste complicate procedure per ricavare qualcosa di significativo da questa misteriosa “Internet”. Ricordo l’eccitazione di essere “alla NASA”, o meglio, su quella che era la rudimentale homepage dei nostri colleghi americani…
E gli astronauti sulla Stazione? Come si connettono ad Internet? Per scoprirlo mi sono messo in contatto con Ivano Verzola, uno dei nostri esperti del “Data Management System” della Stazione Spaziale. Il suo lavoro quotidiano in console, qui al Columbus Control Centre (Col-CC) ruota interamente intorno ai nostri computer di bordo, come comunicano, i bus “MIL”, switch LAN, trasferimento di file, data rate via banda S e banda Ku, bus controllers e terminali remoti. Mi sono rivolto spesso a lui, durante i turni, quando uno dei nostri computer attraversava “uno di quei giorni”. Di sicuro Ivano saprà se gli astronauti possono accedere a Internet.

Nell’immagine, Ivano Verzola, uno degli esperti del Col-CC, repsonsabile dei sistemi informatici a bordo della ISS. Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Io ho familiarità con la prima parte della faccenda. In generale, i satelliti comunicano con una o più stazioni di terra e hanno solo brevi contatti quando si trovano a volare sopra una ground station, prima di restare di nuovo “al buio” per svariate ore. Ma il sistema di satelliti TDRS (Tracking and Data Relay System), che NASA condivide con il Pentagono ed altri “utenti”, permette un contatto quasi permanente tra noi e la Stazione. Questi satelliti, in orbita geostazionaria (così da apparire sempre nello stesso punto del cielo, dal punto di vista di un osservatore a terra), mentre orbitano il pianeta a 36000 km di quota, ricevono dati da un piccolo numero di stazioni di terra e ritrasmettono le informazioni alla ISS, che orbita ad una quota più bassa ed è quasi sempre in vista di uno di questi satelliti.
E i dati della stazione fanno semplicemente il percorso inverso.
Ma cosa sono questi “dati”, in particolare? Sei canali video dalla stazione, quattro canali audio “space-to-ground”, flussi di dati da esperimenti a bordo, comandi per la stazione e tutte le misurazioni e i valori che chiamiamo “Telemetria”, che usiamo per monitorare la stazione e tutti i suoi sottosistemi.
Dietro tutto questo ci sono trasmissioni radio, ovviamente crittografate, in banda S e in banda Ku. Teoricamente, queste connessioni ci permettono anche di scambiarci email con gli astronauti. Possono anche andare sul web o fare telefonate tramite VoIP.
Perché ho detto “teoricamente”? Beh, tutto è un po’ più complicato, in confronto con ciò a cui siamo abituati qua sulla terra.
Prima di tutto, è possibile collegarsi solo se c’è un contatto attivo via radio in banda Ku. Gli astronauti soffrono brevi interruzioni nella connessione, sia perché le antenne si devono riallineare al satellite successivo, o perchè nessuno dei satelliti assegnati alla ISS è disponibile per alcuni minuti. Dopo tutto, ci sono altri utenti del sistema TDRS. In secondo luogo, ci sono ferree regole per inviare email agli astronauti. Per esempio, solo email il cui mittente è in una lista gestita dall’equipaggio saranno inoltrati alla stazione. Ogni email passa prima di tutto da Houston, dove è analizzata e controllata per rimuovere eventuali virus. Solo allora viene inoltrata attraverso la procedura di sincronizzazione email.

I tre satelliti TDRS usati principalmente dalla stazione coprono essenzialmente l’intera orbita. Questo richiede due antenne a terra, una a White Sands e una sull’isola di Guam. Noi riceviamo i dati attraverso Houston o Huntsville Credit: DLR (CC-BY 3.0).

La possibilità di usare Internet nello spazio non esiste da molto. Inizialmente si passava da un server a Houston. Ora c’è una connessione diretta, anche se la velocità lascia alquanto a desiderare, confrontata con una ADSL standard. Ivano mi dice che ci sono laptop speciali, sulla stazione, con questa connessione speciale con Houston, i computer di supporto della stazione (Station Support Computer, SSC). Distribuiti per tutta la stazione,  sono connessi alla rete unificata della stazione (Joint Station Lan, JSL) o la raggiungono via Wi-Fi.  Gli astronauti possono usarli per andare online, telefonare alle proprie famiglie, o a noi, i Flight Controller, con immagini video in entrambe le direzioni, se vogliono.

Questi computer non possono essere usati per comandare la Stazione. Questa separazione marcata è una scelta deliberata, per non lasciare spazio ad abusi, virus, o attacchi. “Tutto quello che riguarda la rete e i computer sulla ISS è considerato altamente delicato”, mi spiega Ivano. E lui lo sa bene. Recentemente una nuova funzione è stata installata sui computer di Columbus. L’uomo dietro tutto ciò? Ivano.

Post originale in inglese, traduzione italiana a cura di Michael Sacchi — AstronautiNEWS. Leggi il Blog di Col-CC in Italiano