Oben: Die Graphik veranschaulicht das Prinzip des Interplanetaren Netzwerks mittels DTN. Die Datenpakete werden, wenn möglich, schrittweise von einem Netzwerksknoten zum nächsten übertragen, bis sie schließlich den Empfänger erreichen. (Abbildung: NASA/JPL)

Bei ihrer Arbeit als Teil einer NASA-weiten Gruppe haben Ingenieure am Strahlantriebslabor (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, eine Software für Unterbrechungstolerante Netzwerkkommunikation (DTN) eingesetzt, um Dutzende von Weltraumaufnahmen zu und von einem Raumfahrzeug in rund 32 Millionen Entfernung von der Erde zu übertragen.

"Dies ist der erste Schritt in der Errichtung einer völlig neuen Weltraumkommunikationsform, eines Interplanetaren Internets", meinte Adrian Hooke, der Leiter der Gruppe für Weltraumnetzwerkarchitektur, -technologie und -standards am Hauptquartier der NASA in Washington, D.C..

Die NASA und Vint Cerf, einer der Vizepräsidenten der Firma Google, schlossen vor 10 Jahren eine Partnerschaft zur Entwicklung dieses Softwareprotokolls. Das DTN sendet Informationen mittels einer Methode, die sich vom normalen Transmissionssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll, oder TCP/IP, das Cerf mitentworfen hatte, unterscheidet.

Das Interplanetare Internet muß robust genug sein, um Verzögerungen, Unterbrechungen und Verbindungsausfälle im All widerstehen zu können. Ausfälle können auftreten, wenn ein Raumfahrzeug sich hinter einen Planeten bewegt, oder wenn Sonnenstürme oder lange Kommunikationsverzögerungen auftreten. Die Verzögerung beim Senden oder Empfangen von Daten vom Mars beträgt zwischen dreieinhalb und 20 Minuten bei Lichtgeschwindigkeit.

Anders als TCP/IP auf der Erde, geht DTN nicht von einer ständigen Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern aus. Der Entwurf sieht vor, daß die Datenpakete nicht verworfen werden, wenn ein Zielpfad nicht gefunden werden kann. Stattdessen bewahrt jeder Netzwerkknoten die Informationen auf, bis er sicher mit einem anderen Knoten kommunizieren kann. Diese Zwischenspeichern-und-Weiterleiten-Methode bedeutet, daß die Information nicht verloren geht, wenn kein unmittelbarer Weg zum Ziel existiert, sondern daß sie wie ein Basketball von einem Spieler zum nächsten in Richtung Korb gepaßt wird, bis sie schließlich beim Endbenutzer abgeliefert wird.

"Heutzutage muß ein Betriebsteam jede Verbindung im All manuell einrichten und all die Anweisungen generieren, die festlegen, welche Daten gesendet werden, wann sie gesendet werden und wohin sie gesendet werden", erklärte Leigh Torgerson, der leiter des Betriebszentrums für das DTN-Experiment am JPL. "Mit standatisiertem DTN kann dies alles automatisiert durchgeführt werden."

Die Ingenieure hatten im Oktober eine monatelang dauernde Reihe von DTN-Demonstrationen begonnen. Bei diesen Demonstrationen wurden Daten über das Weltraumkommunikationsnetzwerk der NASA zweimal die Woche übertragen. Die Ingenieure setzten dafür die Raumsonde EPOXI als ein Mars Datenrelais-Orbiter ein. EPOXI ist unterwegs auf einer Mission für ein Rendezvous mit dem Kometen Hartley 2 in zwei Jahren.

"Es gibt 10 Knoten in diesem anfänglichen Interplanetaren Netzwerk", erläuterte Scott Burleigh vom JPL, der führende Software-Ingenieur für die Demonstrationen. "Einer ist die EPOXI-Raumsonde selbst und die anderen neun sind hier am Boden am JPL, simulierte Mars Lander, Orbiter und Missionsbetriebszentren am Boden."

Dieses monatelange Experiment ist das erste in einer Reihe von geplanten Demonstrationen zur Qualifizierung der Technologie für den Einsatz bei einer Vielzahl von anstehenden Weltraummissionen, erklärte Jay Wyatt, der Leiter des Programmbüros für Weltraumnetzwerke und Missionsautomatisierung am JPL. In der nächsten Testrunde soll eine NASA-weite Demonstration unter Verwendung der DTN-Software auf der Internationalen Raumstation im nächsten Sommer beginnen.

In den nächsten paar Jahren könnte das Interplanetare Netzwerk eine ganze Reihe neuer Arten von Weltraummissionen ermöglichen. Komplexe Missionen, die eine Vielzahl von gelandeten, mobilen und orbitalen Raumfahrzeugen beinhalten, sind über ein Interplanetares Internet viel leichter zu unterstützen. Es könnte außerdem verläßliche Kommunikation für Astronauten auf der Oberfläche des Mondes sicherstellen.