Internetzugang auf dem simulierten Mars


Wie wäre das Surfen, wenn sich jede aufgerufene Webseite erst nach vierzig Minuten aufbaute? Wir sind daran gewöhnt, bei Streitfragen schnell mal bei Wikipedia nachzuschlagen. Hat Frankreich oder Deutschland die meisten Universitäten? Bis die Antwort den Mars erreichte, hätte jede der beteiligten Parteien den Streit längst vergessen.

Nein, das ist keine praktikable Lösung. Wahrscheinlicher ist, dass eine Marscrew einen eigenen Server zur Verfügung hat, der eine ganze Reihe von Webseiten im Cache hält und regelmäßig mit der Erde synchronisiert. Welche Webseiten enthielte dieser Server? Wikipedia und andere Nachschlagewerke, Webseiten diverser Raumfahrtagenturen, möglicherweise Nachrichtenseiten. In jedem Fall nur eine kleine Auswahl der momentan 950 Millionen existierenden Webseiten. Eine Auswahl jedoch, die wie auf der Erde praktisch instantan zur Verfügung steht, während der Rest nur mit der bekannten Verzögerung von 40 Minuten erreichbar ist. Aller Voraussicht nach könnten also auch Marsonauten ihren deutsch-französischen Streit in wenigen Minuten beigelegt haben. Wenn sich Marsonauten überhaupt über ein Thema streiten, das ihnen mehrere Millionen Kilometer fern ist.

Noch so eine Geduldsprobe: Laut Cyprien dauert es noch ein paar Wochen, bis ich von seinem biologischen Experiment kosten darf.

Noch so eine Geduldsprobe: Laut Cyprien dauert es noch ein paar Wochen, bis ich von diesem biologischen Experiment kosten darf.

Wie wird nun unser Marsserver simuliert?

Der Internetzugang für den Hawaii-Mars ist aus diversen praktischen Gründen etwas anders gestaltet als oben beschrieben: Unsere Internetverbindung wird „nur“ gefiltert, mehr als 99.9% aller Webseiten werden geblockt. Zu den etwa 1000 freigegebenen Webseiten gehören zum Beispiel die oben erwähnte Wikipedia, die Webseiten der NASA, des DLR und der ESA und diverse Wörterbücher; und unter bestimmten Voraussetzungen können wir weitere Webseiten freigeben lassen. Diese freigegebenen („auf den Marsserver geladenen“) Webseiten erreichen wir ohne Zeitverzug.

Die Freigabe erfolgt durch die Studienleitung nach einer kurzen Email unsererseits, in der wir erklären, warum wir auf diese Webseite direkt zugreifen können müssen. So ist zum Beispiel die Webseite meiner deutschen Bank freigeschaltet („wir wollen nicht, dass ihr wegen der Simulation Probleme in eurem realen Leben bekommt“), die SciLogs sind freigeschaltet („keiner kann eure Blogs so gut betreuen wie ihr selbst“, ResearchGate ist freigeschaltet („ihr seid Wissenschaftler, natürlich müsst ihr die Möglichkeit haben, nach wissenschaftlichen Publikationen zu suchen“).

Auf die restlichen 950 Millionen Webseiten haben wir keinen direkten Zugriff. Insbesondere nicht auf Facebook, Twitter, oder Zeitungen, denn diese Webseiten ermöglichen Echtzeitkommunikation. Diese Seiten sind gesperrt, da das einfacher ist, als Webseiten selektiv um 20 Minuten zurückzuhalten (Onlinebanking zum Beispiel könnte nicht verzögert werden, da man dort automatisch nach einigen Minuten ohne Aktivität ausgeloggt wird).

Zugriff auf „nicht auf den Marsserver hochgeladene“ Webseiten haben wir aber trotzdem: per Email. Vor Beginn der Simulation haben wir alle unsere Emailkonten so eingerichtet, dass sie zu einer Email-Adresse bei der NASA weiterleiten; auf unsere „normalen“ Postfächer haben wir keinen Zugriff mehr. Der NASA-Server ist so konfiguriert, dass sämtliche ein- und ausgehenden Nachrichten zwanzig Minuten lang zurück gehalten werden.

Von der Verzögerung abgesehen gibt es für Emails jedoch keine Einschränkungen. Wie im normalen Leben können wir Emails mit Anhängen empfangen: Wir können zwar kein Skype nutzen, aber wir können aufgezeichnete Sprach- und Videonachrichten als Dateianhang empfangen. Wir können uns nicht in Facebook oder Twitter einloggen, aber wir können Posts per Email veröffentlichen. (Ich erfahre allerdings nichts über Antworten, weil sich das Emailkonto, auf dem die Benachrichtigungen eingehen, einer Weiterleitung widersetzt hat.)

Per Email können wir schließlich auch die gewünschten Informationen von blockierten Webseiten erhalten: Wir senden eine Email an einen Service namens web2pdf, der die entsprechende Seite in eine pdf-Datei umwandelt und zurückmailt. Klar ist das umständlich, aber der Zeitaufwand ist nichts im Vergleich zu den vierzig Minuten, die man anschließend auf den Seiteninhalt warten muss... Geduld ist nicht meine Stärke. Schlimmer noch, web2pdf hat seine Tücken. Vom gemeinen 404-Fehler abgesehen, erhalten wir gelegentlich leere Seiten, oder Artikel, bei denen die Bilder nicht vollständig geladen wurden; und Videos werden natürlich auch ausgelassen.

Zum Glück gibt es noch eine dritte Möglichkeit, um an Informationen zu kommen: Mission Support. Wenn wir ein Programm oder einen Film haben wollen, oder eine bestimmte Information etwas tiefgründiger recherchiert werden muss, schreiben wir eine Email an Mission Support und erhalten - nach mindestens vierzig Minuten Wartezeit – die gewünschten Informationen. Oder eine Rückfrage und damit die Aussicht auf weitere vierzig Minuten Wartezeit.


15 Kommentare zu “Internetzugang auf dem simulierten Mars”

  1. Jedi Antworten | Permalink

    Hi, oh man, das nenne ich aber mal retro, back zum 56k Modem ; ) Hatte früher mal eine Datasette, da konnte man erst mal ne Stunde weggehen, bevor ein Programm geladen war.
    Die Wartezeit von 20min müsste aber doch eigentlich variabel sein, da die Entfernung Erde-Mars sich ja auch verändert (56 - 401 Mio.km). Also sind die 20min eher die maximale Wartezeit. Wobei es auch Web-Tools (AVANTA) gibt, die eine Webseite erst dann anzeigen, wenn sie komplett geladen ist (evtl. somit besser abbildbar für Web2pdf).
    Alternative wäre es evtl. interessant zu wissen wie das gesammlte Archive von TheWayBackMachine (http://archive.org/web/) arbeitet. Darin sind zwar nicht die aktuellen Webseiten, sondern nur ältere Webseiten. Man muss ja nicht immer die aktuellsten Informationen haben, manchmal reichen ja auch ältere Daten für Recherchen.
    Jedi

    • Christiane Heinicke Antworten | Permalink

      Hallo Jedi! Nicht falsch verstehen, die Internetverbindung selbst ist ziemlich schnell. Die Wartezeit ist praktisch zu 100% durch die eingebaute Verzögerung bedingt. Und natürlich sitzen wir nicht vierzig Minuten lang vor dem Bildschirm und knabbern an unseren Fingernägeln, sondern suchen uns eine andere Beschäftigung. Aber gerade, wenn man neugierig auf das Ergebnis ist...
      Ja, die 20 Minuten sind das Maximum bei einem Marsflug. Für die Simulation hat man sich für eine konstante Zeit entschieden, da es schon genug Variable gibt und man das "worst case"-Scenario durchspielen wollte.
      Danke übrigens für den Tip mit der TheWayBackMachine - sie war tatsächlich schon freigegeben, und zumindest in manchen Fällen wird sie uns die Wartezeit verkürzen können ;)

  2. Jürgen Renders Antworten | Permalink

    Glauben Sie, dass Astronauten während einer Mission im Netz surfen? Ich vermute, die haben andere Dinge zu tun. Das gilt doch auch für die Bandbreite für Daten-Uploads. Die wird doch eher für Missionsdaten genutzt. Wie ist das bei der ISS?

    • Christiane Heinicke Antworten | Permalink

      Ja, das glaube ich. Natürlich nicht stundenlang und einfach um die Zeit totzuschlagen, aber sicher um gezielt nach Informationen zu suchen. Sie müssen dann zwar mit den "Missionsdaten" konkurrieren, aber ich bin mir sicher, dass die nicht die komplette Bandbreite verbrauchen - sonst wäre ja auch keine Kommunikation mit Angehörigen möglich.
      Die Astronauten auf der ISS haben seit fünf Jahren vollen Internetzugriff, zumindest so voll er für Regierungsangestellte sein kann.

      • Jürgen Renders Antworten | Permalink

        Ich glaube eher, dass auf dem Mars das Internet NUR zum Zeitvertreib genutzt werden würde. Welche missionsrelevanten Informationen aus dem Netz sollten das sein? Wikipedia sicherlich nicht! Da würde ich bei Mission Controle eher direkt nach soliden Infos fragen, die nicht von irgendeinem Schüler geschrieben wurden. :-) Besonders wenn es für mein überleben wichtig wäre. Sowohl die Bandbreite als auch der Zeitversatz wird etwas mit der Entfernung zu tun haben. Surfen auf dem Mars hört sich wild an.

        • Christiane Heinicke Antworten | Permalink

          Nunja, das Internet ist DAS Kommunikationsmedium schlechthin. Natürlich wird kein Astronaut oder Marsonaut die Bedienungsanleitungen für lebenswichtige Systeme im Internet suchen sondern direkt bei Mission Support erfragen, wenn sie nicht ohnehin schon im Netzwerk gespeichert sind.
          Ich persönlich war seit Missionsbeginn jedenfalls kein einziges Mal "zum Zeitvertreib" im Internet, dafür ist es zu langwierig. Es sind (zumindest bei uns) die vermeintlich kleinen Sachen, die man mal eben nachschlagen möchte: Wie schnell altern Solaranlagen typischerweise? Kann man ein Peltierelement ohne Kühlung betreiben? Wann war nochmal Thanksgiving? - Sicher, nicht unmittelbar überlebenswichtig und man könnte auch MS fragen, aber wenn die Antwort nur ein paar Klicks entfernt ist, kann man u.U. eine Menge Zeit sparen oder frühzeitig auf Unregelmäßigkeiten aufmerksam werden.
          Um auf die ISS zurück zu kommen - das z.B. von Astronauten genutzte Twitter ist wohl kaum überlebensnotwendig, aber bei langfristigen Aufenthalten kommt es eben nicht auf die reine Überlebensfähigkeit an.

    • Michael Antworten | Permalink

      Eben genau darum geht es bei dieser Simulation doch. Der Mensch ist mehr als ein Roboter und hätten wir nicht den Anspruch, echte Menschen zum Mars zu schicken, müssten wir uns nicht mehr als um genügend Bandbreite für die Missionsdaten und eine ausreichende Kapazität der Akkus kümmern, vereinfacht geschrieben.

      Offensichtlich haben wir uns aber ein höheres Ziel gesetzt und müssen komplexere Einflüsse wie beispielsweise die Gruppendynamik auf einer längeren Mission in Betracht ziehen. Nun lasse ich komplett zu, dass die (ausreichend) private Nutzung des Internets und damit der Kontakt zu Freunden und Familie dazu beitragen kann, dass die Astronauten eine bessere Möglichkeit gewinnen, sowohl technische Lösungen als auch Lösungen im zwischenmenschlichen Bereich zu finden. Oft braucht es einen guten Freund, der die entscheidende Sicht der Dinge vermitteln kann.

      Folglich kann es sinnvoll sein, einen zusätzlichen WLAN-Kabel vom Mars zur Erde für Privates zu verlegen, um den Erfolg der Mission auf dem Mars in einem signifikanten Maße zu steigern, so dass sich der zusätzliche Aufwand und die Kosten durchaus rechnen könnten. Ob das wirklich so ist, müssen die Simulationen zeigen.

      • Jürgen Renders Antworten | Permalink

        Es steht völlig außer Frage, dass Astronauten möglichst behaglich unterwegs sein sollten. Dass dazu das Internet gehören kann ist sogar naheliegend. Die Frage ist nur, was davon ist machbar?

        Das Beispiel ISS und Internet haben mich nachdenklich gemacht. Signalstärken fallen soweit ich weiß mit dem quadratischen Abstand ab. Der Mars ist ungefähr eine Millionen mal weiter von uns weg als die ISS. Bei gleicher Sendeleistung ist ein Marssignal also ungefähr eine Trillion mal schwächer, wenn es auf der Erde ankommt. Das muss sich doch auf einen Internetzugang schlecht auswirken. Geht das dann überhaupt? Und wenn ja, wieviel Bit pro Sekunde wären dann realistisch? Ich kenne mich da nicht weiter aus aber Frau Heinicke als Physikerin kann da sicher etwas sagen.

        • Christiane Heinicke Antworten | Permalink

          Kleine Korrektur vorweg: Das auf der Erde empfangene Signal hat nach Ihrer Abschätzung nicht ein Trillionstel der ursprünglichen Signalstärke, sondern ein Billionstel - was nichtsdestotrotz unglaublich wenig ist. Genau deshalb hat die NASA ihr Deep Space Network gebaut (andere Raumagenturen haben ähnliche Netzwerke), mit dem sie unter anderem vor Kurzem die Bilder vom Pluto empfangen hat. Der deutlich nähere Mars stellt zumindest in der Hinsicht also kein technisches Problem dar.
          Am Rande: Die ISS wird über ein komplett anderes Netzwerk versorgt, da der Abstand zur Erde "nur" 400 km beträgt. Das Deep Space Network kann ein Objekt erst ab einem Abstand von 30 000 km lückenlos verfolgen.
          Zurück zum Mars: Der mittlerweile 10 Jahre alte Mars Reconnaissance Orbiter soll angeblich 6 Mbit/s schaffen, frühere Orbiter liegen eine Größenordnung drunter - beides kommt zwar nicht an eine gute DSL-Verbindung auf der Erde ran, ist aber auch nicht gerade lahm. Allerdings weiß ich nicht, wie hoch die Fehlerrate bei der Übertragung ist...

          • Jürgen Renders | Permalink

            Stimmt, um drei Nullen vertan.

            Das Deep Space Network wird dann aber doch nicht zum surfen genutzt sondern nur für wissenschaftliche Daten. Die 6Mbit/s habe ich bei Wikipedia auch gefunden, aber das kann doch kein Maßstab sein, gerade wenn man den Datenumfang unterschiedlicher Webseiten betrachtet. Wie gesagt, ich weiß das nicht genau, aber so einfach scheint es mit dem surfen auf dem Mars nicht zu sein, wenn es denn überhaupt geht.

            Apropos Pluto: Von dem beträgt die Übertragungsrate 700 Bit/s. Am Jupiter 38 kBit/s (aus Wikipedia). Das passt gut mit den Abständen überein. Am Mars müssten das dann ungefähr 200 kBit/s sein. Das wären alles Wissenschaftsdaten. So ganz sicher bin ich mit dem surfen immer noch nicht. Es gibt deutlich wichtigere Probleme, die noch lange nicht gelöst sind.

          • Christiane Heinicke | Permalink

            Sechs Nullen ;)

            Die 6 Mbit/s beziehen sich tatsächlich auf die maximal übertragenen Daten, nicht die ausgesendeten. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, entsprechen die 50 Terabits, die laut NASA bisher angekommen sind, in etwa einem Drittel der 6 Mbit/s über 10 Jahre.
            Der MRO (Mars) hat eine größere Antenne als New Horizons (Pluto).
            Und eben weil die Bandbreite mit anderen Quellen geteilt werden muss, dürfte der Cache eine große Rolle spielen - noch mehr als bei uns. Möglicherweise blockiert die NASA ja während des Updates datenintensive Bilder und Videos und lässt nur Text durch? Dann wäre unsere web2pdf-Version des Internets ziemlich nah an der zukünftigen Realität ;)
            Dass das Deep Space Network bisher nicht für menschlichen Internetkonsum zur Verfügung steht, liegt vor allem daran, dass sich im Moment keine Menschen in den relevanten Entfernungen für das DSN aufhalten.
            Insgesamt stimme ich Ihnen aber zu, die Geschwindigkeit der Internetverbindung auf dem Mars zu erhöhen dürfte auf der Wunschliste der NASA eher weiter hinten stehen und dann als Nebenprodukt abfallen. Menschen werden schließlich mehr Daten erzeugen als Rover, und die NASA will sicher nicht, dass die Festplatten, die diese Daten enthalten, bei einem Fehlstart vom Mars verloren gehen ;)

  3. Holzhowie Antworten | Permalink

    Ich hab da mal ne Frage...

    auf welchem technischen Standard sind diese 20 Min. denn begründet? - Wäre es die reine Pingzeit - also die physikalische Verbindung in maximaler Entfernung (ups, da ist die Sonne im Weg - keine Kommunikation), könnte ich sagen: ok, aber: Ist zum Zeitpunkt der (angenommenen) Mission ein ausreichend dichtes Marssatellitennetz vorhanden? Momentan gibts glaube ich nur die NASA und die ESA, die mit jeweils einem Satelliten relayen könnten - also ist die maximale Konnektivität Mars-Erde zumindest auf der Seite stark eingeschränkt (ob die erdseitige Abdeckung 100% beträgt kann ich so nicht einschätzen - die Pazifikseite der Erde könnte etwas schwach sein) - Natürlich ist die Erde größtenteils "am Tage" erreichbar, ist halt ein innerer Planet (wie für uns auf der Erde die Venus) - aber wie sieht da die "Erreichbarkeitskurve" aus? - "problems don't have a schedule.."
    Wäre dankbar für ein paar klärende Fakten, die 20 Minuten sind mir doch eher ein "sehr breiter Daumen".. , danke im voraus =)

    • Christiane Heinicke Antworten | Permalink

      Die zwanzig Minuten beziehen sich auf die Zeit, die ein Signal braucht, um die größtmögliche (direkte) Entfernung Erde-Mars zu überwinden. Dabei ist die Lichtgeschwindigkeit die Grenze, schneller geht es nicht. Die Signallaufzeit ist nur kürzer, wenn Erde und Mars näher beieinander sind, im besten Fall drei Minuten.
      Im Moment haben ESA, NASA und die indische Raumfahrtbehörde Satelliten im Marsorbit, und es werden noch mehr. Die Satellitenabdeckung pro Marstag wird wohl trotzdem nie 100% sein. Mit anderen Worten, die Marscrew kann nicht zu jeder Tag- und Nachtzeit ins irdische Internet.
      Wie groß die Lücken in der Marsinternetzeit zum Missionszeitpunkt sein werden, kann niemand voraussagen. Außerdem sind die Seiten, die im Cache gespeichert sind, von der Konnektivität ohnehin unberührt - deshalb haben wir hier Internet ohne Unterbrechung.

  4. Dr. Webbaer Antworten | Permalink

    Nur ein paar diesbezügliche Angaben für eine wirkliche Mars-Mission ergänzend:
    - Datenübertragung per Laser Communication Terminal oder Lunar Lasercomm Space Terminal (US) mit bereits 1 GBit/sec möglich & ausbaufähig
    - "Weltdatenbestand", Web und so, bei zig EB (Exabyte)
    - Festplatten mit 10TB (Terabyte) verfügbar

    Der "Weltdatenbestand" könnte fleißig gefiltert werden, was Videodaten betrifft.
    Würde eine White List gepflegt werden, hätten die "Marsianer" wohl an nichts zu leiden, im Kommunikativen, außer eben, dass der Versand von Nachricht ein wenig langsam ist.

    MFG
    Dr. W

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