腦洞文之去火星搞IT!

 

前兩天剛看了《火星救援》,爲劇情稱讚之餘,突然腦洞大開,如果人類有一天登錄火星啦,到那時候,怎樣做好星際互聯網的通信以及網絡運維工作肯定是一個必須要考慮的問題,既然如此,那我們就先臆想下如何建設火星互聯網

 

第一個要解決的問題就是星際通信,由於火星與地球的距離隨着兩顆星球環繞太陽的運行時間不同也不斷的變化着,理論上來說,地球和火星最近點將發生於火星位於距離太陽最近點(近日點)而地球位於距離太陽最遠點(遠日點)。這樣兩者之間的距離只有5460萬千米。然而,這在整個歷史中從未發生過。兩者最近距離發生於2003年,相距5600萬千米。

當兩顆行星都位於距離太陽最遠點,且位於太陽的兩邊時,兩者之間距離最遠,大約爲4.01億千米。兩者的平均距離爲2.25億千米。這麼遠的距離,即使是光速飛行,要實現二者的通信也要花上以下時間:

光速約爲299.792千米每秒。因此,從火星表面發出的光到達地球的時間分別爲:

最近距離:182秒,大約3分鐘。

最遠距離:1342秒,大約22分鐘。

平均:751秒,大約12.5分鐘

我去, 連光都要跑這麼久,更別說宇宙飛船了,在沒出現最新黑科技之前,目前若將人類送上火星,需要飛行6-8個月的時間,想想也是醉了,我猜想,在第一批登錄火星的人類中,肯定有一個是需要會IT的,說不定那個就是你噢,哈哈。

那麼問題來了,既然2個星球之前的通信延遲基本在10-20分鐘,那假如你把網站部署在地球,當新上線一個新的頁面時,火星移民在訪問時會在20分鐘之後才能刷出來呢,我擦,即使訪問地址上最慢慢的網站也不至於這樣呀,並且如果你給火星人發條消息,你在20分鐘後才能收到回覆,太慢了、太慢了, 那腫麼辦呢?因此如何盡最大可能降低雙方通信延遲是一個挑戰, 哈哈,不過啥事也難不倒我們開掛的人類,既然2者的光速距離是平均12分鐘, 往返通信一次就是24分鐘,那如果我在2個星球的中間位置放置一顆中繼衛星,然後讓地球和火星均直接與中繼衛星通信,火星和地球均不斷的從中繼衛星取來自對方的新消息,這樣不就可以節省了一半的距離了?(當然這是在不考慮發衛星跑這麼麼遠的成本的情況下),時間雖然節省了一半,但依然要花12分鐘,這是個目前無法逾越的鴻溝,既然如此,那在通信協議上就肯定不能用TCP/IP這種啦,否則光建立個連接就要來回3次,直接36分鐘都過去啦。。。, 我想NASA的科學家們肯定想過這個問題並設計出了相應的通信協議(好像有一個星際通信協議叫DTN),在星際通信中如何既能保證數據不丟失又能實際數據的最快傳輸是個值得好好思考的問題。


wKioL1ZrmaCgdBlIAABM_h8CEf4046.png


好了,假定星際通信的問題完美解決了,現在要想一想如何在火星上部署我們的IT系統啦,爲了保證人類在登錄火星後可以長期居住 ,像《火星救援》中那樣的火星基地是必不可少的,像電影中的那個基地目測至少也得三四百平米吧,這麼大一坨基地要運到火星去可沒那麼容易,按照NASA最新在開發的載入飛船“獵戶座”不超過10t的運量來算,把建基站所需的所有材料都運過去也得10來次吧,往返一次要1年的時間,只有一艘船的話,那運完要花5年時間,圖樣圖森破(too young too simple),人在太空面前真是好無奈。不過要是美國政府願意給NASA更多的錢的話,建10個飛船一同過去的話,6個月一次性就能搞定啦哈,這就叫併發呀!但別高興的太早,爲了最大程度保證人類登錄火星後的生存問題,我想空間站一定是讓機器人先幫着建立起來再把人送過去,如果送人過去建站的話這個成本以及技術難度就太高了,你要保證人即能在基站沒有建成之前的安全生存真心不是件容易的事噢,相比讓機器人幹這個事要相對容易,你不城要考慮機器人的吃喝拉撒問題,但機器人的缺點就是不夠靈活,不能從容處理各種緊急事件,加上與地球的通信至少需要10分鐘以上,所以如果發生了緊急狀況,人類在地球上也只能無奈啦,but anyway既然人類都要到火星建基站了,相信機器人的智能水平也要很nb啦,但既使我們的機器人很智能啦,送到火星基站材料的組裝方式還是需要越簡單越好,跟做IT是一樣的,一定要使你的IT架構越簡單越好,越簡單越越不容易出問題,出了問題也才越容易排查。


 

假設上面的計劃都一切順利,我們的火星基站終於建立起來啦, 基站建立起來後,我們這些NB的機器人們還需要爲第一批火星移民的吃喝操心,假定火星確實存在液態水的話(NASA近期宣佈火星上極有可能存在液態水),那機器人們應該還需要把水源提前運進基站,並且像電影中馬克那樣,在基站裏種幫着種點土豆、蔬菜啥的,這樣植物即可以產生氧氣又能供基站工作人員的吃,簡直棒棒的,不過這就要求我們的機器人要非常聰明才行,一定要做成可編程並可遠程升級的,這樣我們就可以在地球遠程定期給升級個固件啥的。這裏再多說兩句機器人的設計需要考慮的問題,機器人必須能做到實時跟基站通信,基站又實時跟地球彙報數據並接受指令,這樣地球發過來的控制指令就可以通過基站轉發給各個機器人,機器人在做固件升級的時候很有可能會出現升級錯誤的問題,這種情況下必須允許機器人能自動回滾到上個正常版本。

 

等我們的火星基站在機器人的精心照料下順利的度過幾個月的測試期後,是時候該動真格的把人送過去啦,第一批移民者必定個個都是各領域的專家,如果他們能在火星自給自足存活一到兩年,那就真心意味着火星移民這事成啦!然後地球人就可以建第一個火星基地的步驟開始進行大規模複製,相信不出幾十年,火星上的長駐居民即可達幾萬人,第一批火星土生土長的火星人也會誕生,想想好激動吶。(這個過程在IT自動化部署中叫灰度發佈哈哈)

 

按照人類現在的科技發展水平預測,要把火星改進到如地球一樣適宜人類居住,需要5000年的時間,因此在移民的前幾百年裏,生活在火星必將是艱苦的,人們只能在狹小的各個火星基地裏活動,但既使這樣,想着能有一天能在火星看日出,我覺得人類一切爲踏上那課紅色星球所做的努力也是值得的!



之前看過一篇人類對未來科技預測的文章,在2080年左右,人類將可真正實現冷凍休眠,這就意味着,我們可以通過休眠實現穿越到未來啦,不想在這個世界活了,直接冷凍500年,哈哈。 並且Google正在研究人類導致衰老的基因,我記得Google一篇報道中說的是,至今爲止,沒有證據證明衰老是人必須經歷的過程,也就是說,通過發現導致人類衰老的基因並改變它,是有可能實現人的長生不老的!到那個時候,活個500歲還是年輕人哈哈。

 

如果上面的休眠技術真正實現啦,說不定我們80後們還有機會跑到火星上去看一下撒,死在火星上真是一件無比浪漫的事情!

 

 


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章