กว่าจะมาเป็นอีเมลฉบับแรกจากอวกาศและการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตสำหรับ Human Spaceflight

เมื่อพูดถึงการสื่อสารจากระยะไกล ทุกวันนี้มันแทบจะเป็นเรื่องที่เข้าถึงได้สำหรับทุกคนบนโลกใบนี้ไปแล้ว มีอินเทอร์เน็ตคอยอำนวยความสะดวกอยู่แทบจะทุกที่ จนในช่วงทศวรรษที่ 2020 ที่เราเริ่มเห็นการใช้งานอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินที่มีข้อจำกัดน้อยลงไปเรื่อย ๆ จากการเข้ามาของบริการอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมอย่าง Starlink แน่นอนว่าไม่ได้มีแค่สายการบินหรอกที่ได้ประโยชน์จากโครงการดาวเทียมอินเทอร์เน็ตพวกนี้ เพราะในช่วงที่ผ่านมายาน Crew Dragon ของ SpaceX เองก็ได้รับอัพเกรดด้วยการติดตั้งจานรับสัญญาณ Starlink ทำให้เราสามารถเห็นภาพจากภายในยาน Crew Dragon จากหลาย ๆ ภารกิจผ่านทาง Platform โซเชียลมีเดียต่าง ๆ ไปพร้อม ๆ กับผู้โดยสารหรือลูกเรือของยานแบบ Real-time อย่างล่าสุดในภารกิจ Fram2 ที่เราได้เห็นลูกเรือของภารกิจอัพโหลดภาพลงบนบัญชี Instagram และ X ได้บ่อยราวกับว่าพวกเขาอยู่บนโลกกันเลยทีเดียว

แต่ก่อนหน้านี้ไม่กี่ปีโลกเราก็ยังไม่มีโครงข่ายดาวเทียมขนาดใหญ่หรือ Mega-constelletion ที่มีไว้เพื่อการสื่อสารในรูปแบบอินเทอร์เน็ตจากทุกที่ทั่วทุกมุมโลกกันเลย แล้วก่อนหน้านี้เหล่าผู้คนที่ขึ้นไปปฏิบัติภารกิจในอวกาศเค้าสื่อสารกับบนโลกอย่างไร ในบทความนี้เราจะพาทุกคนไปรู้จักกับความเป็นมากว่าอินเทอร์เน็ตจะถูกหยิบมาใช้งานสำหรับมนุษย์ในอวกาศกัน

แน่นอนว่าหากให้ย้อนกลับไปในยุค 1960 ในยุคที่จรวดได้รับความสนใจจากหลายหลายแขนง ทั้งเพื่อการสงครามไปจนถึงเพื่องานทางด้านวิทยาศาสตร์ หนึ่งในนั้นคือการพยายามหาทางสื่อสารระหว่างภาคพืันและจรวดที่อยู่ในอวกาศ แต่มันก็ช่างดายเพราะเทคโนโลยีการสื่อสารระยะไกลที่ไร้สายก็มีมาก่อนแล้วกว่าครึ่งศตวรรษอย่างการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ (โดยการสื่อสารแบบไร้สายครั้งแรกเกิดขึ้นกับเทคโนโลยีโทรเลขไร้สายในยุค 1890) และจริง ๆ แล้วเราก็ยังใช้ประโยชน์จากคลื่นวิทยุมาจนถึงปัจจุบันด้วย

เวลาผ่านไป เทคโนโลยีก็ถูกพัฒนาต่อยอดขึ้น จนมาถึงยุค 1970 คอมพิวเตอร์จากอุปกรณ์คำนวณทางคณิตศาสตร์ขนาดยักษ์ก็ถูกลดขนาดลงและถูกทำให้อยู่ในระดับการใช้งานเชิงพาณิชย์ได้ ได้ในระดับที่สามารถนำมาใช้งานในบ้านเรือนได้แล้วอย่าง Personal Computer หนึ่งในแนวคิดที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับคอมพิวเตอร์ในยุคนี้คือเรื่องของการสื่อสาร ซึ่งหลุดไปจากคอนเซ็ปท์ดั้งเดิมที่ว่าคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์สำหรับการคำนวณตัวเลขเท่านั้น นี่ยังไม่นับความสามารถอื่น ๆ ที่ Personal Computer สามารถทำได้อีก เรียกได้ว่าเป็นอีกจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญในหน้าประวัติศาสตร์เหมือนกัน

ในยุคเดียวกัน การสื่อสารระยะไกลด้วยอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จะยังไม่มีความแพร่หลายมากนัก ในช่วงนี้จะยังไม่มีสิ่งที่เรียกว่าอินเทอร์เน็ตแต่จะเริ่มจากรากฐานที่รู้จักการในสิ่งที่เรียกว่า Network ซึ่งมันเป็นระบบที่ใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ Electronic ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน ทำให้อุปกรณ์พวกนี้สามารถสื่อสารกันได้ แต่ปัญหามันอยู่ที่ว่าแม้จะสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการสื่อสารกันได้แล้ว แต่มันก็ถูกจำกัดไว้ด้วยเรื่องขนาดของ Network ที่ทำได้เพียงแค่การวางเครือข่ายไว้สำหรับใช้งานในสำนักงาน หน่วยงาน หรือแม้แต่มหาวิทยาลัย และหากจะสื่อสารกันข้าม Network ก็ยังเป็นเรื่องที่ยุ่งยากพอสมควรในยุคนั้น

ย้อนกลับมาเรื่องของการสื่อสารระหว่างภาคพื้นและยานอวกาศสำหรับมนุษย์กันบ้างดีกว่า ในยุคเริ่มต้นของการมีคอมพิวเตอร์แบบ Personal Compuer ก็จะเป็นยุคเดียวกันกับโครงการกระสวยอวกาศของ NASA นี่แหละ ทำให้มีความพยายามอยากลองใช้คอมพิวเตอร์ในการสื่อสารระหว่างภาคพื้นและยานอวกาศ ซึ่งจริง ๆ ปัญหานี้จะไม่ถูกหยิบมาพยายามหาคำตอบเลยหากการสื่อสารระหว่างนักบินอวกาศและเจ้าหน้าที่ภาคพื้นยังคงใช้เสียงพูดคุยสื่อสารกันผ่านสัญญาณวิทยุซึ่งก็เป็นระบบมีอยู่แล้วบนยานอวกาศ (ฮา) แต่แล้วจะทำไมถ้าคนมันอยากจะเท่อยากทดลองส่งอีเมลจากอวกาศซึ่งเป็นการสื่อสารด้วยตัวอักษร แน่นอนว่าปัญหานี้ก็ถูกหยิบขึ้นมาศึกษาจนไปพบกับปลายทางที่ว่า เออ เอางี้ ไหน ๆ ก็อยากจะลองส่งอีเมลละ ทำไมเราไม่ลองทดลองไปพร้อม ๆ กับการใช้คอมพิวเตอร์แบบที่มี Graphical User Interface ในสภาวะ Microgravity ไปเลย

แต่ในเมื่อ NASA ยังไม่เคยมีการวางระบบสื่อสารสำหรับคอมพิวเตอร์แบบนี้ ทำให้ในตอนนั้นทาง NASA ก็ได้ติดต่อไปยังทาง Apple เพื่อช่วงวางระบบสื่อสารให้ ในตอนนั้นเองทาง Apple ก็มีสิ่งที่เรียกว่า AppleLink อยู่แล้ว ซึ่งเป็นบริการออนไลน์และ Network ที่ใช้สำหรับการสื่อสาร โดย AppleLink ที่ถูกใช้งานเป็นกรณีพิเศษแบบนี้ก็ได้รับการปรับแต่ง Macintosh Communications ToolBox Connection Tool ให้เชื่อมสามารถต่อกับระบบสื่อสารของ NASA เพื่อให้กระสวยที่ทำการทดลองครั้งสามารถสื่อสารกับ Network GEIS ในอวกาศได้ ซึ่งในตอนนั้นจะใช้ Spacecraft Tracking and Data Network หรือ STDN ที่ทำให้ตัวกระสวยสามารถสื่อสารกับภาคพื้นได้โดยตรง

เป็นเนื้อหาในอีเมลฉบับแรกของโลกที่ถูกเขียนและส่งจากอวกาศเมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 1991 โดยมันถูกเขียนขึ้นโดย Shannon Lucid และ James C. Adamson นักบินอวกาศของกระสวยอวกาศ Atlantis จากภารกิจ STS-43 ซึ่งถูกส่งจาก Macintosh Portable ที่ถูกส่งขึ้นไปพร้อมกับกระสวย Atlantis และจากความช่วยเหลือจาก Dave Crego วิศวกรที่ Apple ในตอนนั้น ทำให้อีเมลฉบับนี้ได้ส่งไปถึง Marcia Ivins เจ้าหน้าที่ประจำ CAPCOM ที่ Johnson Space Center ณ ขณะนั้น ถือได้ว่าอีเมลฉบับนี้เป็นความพยายามแรกเริ่มที่นำไปส่งการวางระบบอินเทอร์เน็ตสำหรับใช้งานในอวกาศที่ใช้กันอยู่ในทุกวันนี้

ที่ฮาคือ แน่นอนแหละว่าโครงการกระสวยอวกาศมันเป็นที่ได้รับความสนใจอย่างมากจากสาธารณะชน ยิ่งประกอบกับการรับรู้ว่าจะมีการทดลองส่งอีเมลจากกระสวยอวกาศก็ยิ่งได้ได้รับความสนใจจากเหล่าเนิร์ดเซียนคอมพิวเตอร์ในยุคนั้น ซึ่งอาจมีการถล่มส่งอีเมลไปหากระสวยอวกาศกันได้ไม่ยาก เพื่อป้องกันปัญหานี้ ทำให้ทาง NASA และ Apple จำเป็นต้องปกปิด Address ของบัญชีอีเมลที่ใช้งานจรวดไว้เป็นความลับ และสร้าง Honeypot หรือก็คือบัญชีอีเมลปลอมเช่น STS43@AppleLink และอื่น ๆ ไว้เป็นจำนวนมากที่ไม่ได้ถูกใช้งานจริงโดยลูกเรือของกระสวย Atlantis เพื่อเบี่ยงเบนความสนใจจากประชาชน ซึ่งทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันไม่ให้มีการรบกวนการทำงานของลูกเรือในภารกิจ ซึ่งจนถึงวันนี้ Address ของบัญชีอีเมลนั้นก็ยังคงเป็นความลับ

Fun fact: Macintosh Portable ถูกนำไปบินครั้งแรกในภารกิจ STS-41 พร้อมกระสวยอวกาศ Discovery เพื่อทดลองการใช้คอมพิวเตอร์แบบที่มี Graphical User Interface ในสภาวะ Microgravity ก่อนหน้า STS-43 ถึงหกภารกิจ

ในเวลาต่อมา ซึ่งจริง ๆ ควรเรียกว่าในช่วงเวลาที่คาบเกี่ยวกันมากกว่า ในช่วงปี 1976 ฝั่งสหภาพโซเวียตมีความต้องการในการสร้างสถานีอวกาศของตัวเองแห่งใหม่อย่าง Mir-2 และต่อมาในปี 1984 ทางฝั่งสหรัฐอเมริกาก็มีความต้องการที่จะสร้างสถานีอวกาศแห่งใหม่อย่าง Freedom ต่อจาก Skylab ที่ถูกปล่อยให้ตกกลับสู่ชั้นบรรยากาศไปเมื่อปี 1979 แต่เนื่องด้วยทั้งสองโครงการเป็นอะไรที่จำเป็นต้องใช้งบประมาณในการก่อสร้างที่สูงมาก ทำให้ทั้ง Mir-2 และ Freedom ต่างถูกยกเลิกและถูกควบรวมเป็นโครงการเดียวกันในชื่อ International Space Station ผ่านการหารือกันระหว่างสหรัฐฯ และโซเวียตในปี 1993 ในที่สุดโมดุลแรกของสถานีอวกาศนานาชาติอย่าง Zarya ก็ได้ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรในปี 1998

แน่นอนว่าในยุค 1990 ถือได้ว่าผ่านการเปลี่ยนแปลงระหว่างการสื่อสารผ่าน Network ที่อยู่ในวงจำกัดมาเป็นอินเทอร์เน็ตในวงกว้างเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ทำให้โครงการ ISS เองก็จำเป็นต้องวางระบบสำหรับรับสัญญาณอินเทอร์เน็ตด้วยเช่นกัน เพื่อให้ลูกเรือประจำ Expediation ต่าง ๆ ที่จะขึ้นไปประจำการในอนาคตสามารถสื่อสารกับภาคพื้นได้มากกว่าแค่การพูดคุยผ่านวิทยุและการโอนถ่ายข้อมูล Telemetry ทำให้ในปีตั้งแต่ปี 1998 ตัวสถานีก็เริ่มมีการทดสอบระบบอินเทอร์เน็ตบน ISS กันทันทีหลังโมดูล Zarya ถูกส่งขึ้นไป โดยสำหรับ ณ เวลานั้นตัวสถานีก็สามารถเข้าถึงเครือข่ายอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม Tracking and Data Relay Satellite System หรือ TDRS (ซึ่งเป็นระบบทดแทน STDN เพราะมันจำเป็นต้องตั้งฐานรับส่งสัญญาณหลาย ๆ ที่ทั่วโลก ซึ่งสหรัฐฯ เองก็ไม่อยากเจอปัญหาเรื่องการเมืองในบางประเทศ) ที่ใช้คลื่นวิทยุในความความถี่ K_u band ที่มีย่านความถี่ในช่วง 12 ถึง 18 กิกะเฮิรตซ์ (ซึ่ง Starlink เองก็ใช้ความถี่ย่านนี้เช่นกัน)

แต่กว่าลูกเรือกลุ่มแรกจะขึ้นไปประจำการเวลาก็ล่วงเลยเข้าไปในช่วงปลายปี 2000 แน่นอนว่ายุคนั้นไม่ว่าที่ไหนในโลกอินเทอร์เน็ตก็ยังช้าเป็นเต่าที่จะมีความเร็วเพียง 256 Kbps ไปจนถึง 1 Mbps แต่บน ISS นี่สิที่แย่กว่านั้น เพราะอินเทอร์เน็ต ณ ขณะนั้นมีความเร็วสูงสุดเพียง 56 Kbps เรียกได้ว่าช้าฉิบหาย แน่นอนว่าเป็นอะไรที่น่ารำคาญใจสุด ๆ ในเวลาต่อมาในปี 2008 ตัวสถานีก็ได้รับการอัพเกรดระบบอินเทอร์เน็ตมีความเร็วขึ้นมาอีกนิดให้มีความเร็วเป็น 128 Kbps แม้จะยังช้าแต่ก็ยังพอทำให้ลูกเรือหายใจได้คล่องคอขึ้นมาอีกหน่อย เพราะมันเพียงพอสำหรับการอ่านเขียนอีเมลและไถเว็บบราวเซอร์ ถือว่าเป็นครั้งแรกที่ตัวสถานีมีอินเทอร์เน็ตที่อยู่ในจุดที่สามารถยอมรับได้ว่าใช้งานได้จริง

ทุกวันนี้อินเทอร์เน็ตบนสถานีอวกาศนานชาติเป็นแบบไหน

ต่อมาในปี 2010 สิ่งที่เรียกว่า WiFi ก็ได้ถูกนำขึ้นไปใช้งานบนสถานี ซึ่งมันจำเป็นต้องมี Wireless Access Point เพื่อให้อินเทอร์เน็ตสามารถเชื่อมต่อได้แบบไร้สายให้สมกับชื่อ WiFi นั่นแปลว่าก่อนหน้านี้ถ้าอุปกรณ์ทุกชิ้นบน ISS อยากต่อเน็ตก็ต้องเสียบสาย LAN เอาซึ่งนอกจากการอัพเกรดให้อินเทอร์เน็ตสามารถใช้แบบไร้สายได้แล้ว ตัวสถานีก็ยังอัพเกรดให้มีความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ที่ 3 Mbps ซึ่งก็เพียงพอให้ลูกเรือบนสถานีสามารถพูดคุยกับคนที่บ้านผ่านทาง Video call ได้

แต่มนุษย์เราโดยพื้นฐานก็โลภกันจะตาย 3 Mbps จะไปพออะไร ทำให้ในปี 2019 ทาง NASA ได้พัฒนา Optical Payload for Lasercomm Science หรือ OPALS สำหรับ ISS ซึ่งเป็นอุปกรณ์รับสัญญาณการสื่อสารผ่านเลเซอร์เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลที่มีปริมาณที่มากขึ้นได้เร็วขึ้น ทำให้ในตอนนี้ ISS ก็สามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตที่ความเร็ว 600 Mbps ได้แล้ว

และปัจจุบันในปี 2023 ทาง SpaceX ก็ได้ส่ง Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal หรือ ILLUMA-T ให้กับ NASA ขึ้นไปติดตั้งบน ISS ซึ่งทำให้ในปัจจุบัน ISS สามารถใช้อินเทอร์เน็ตที่ความเร็ว 1.2 Gbps ได้แล้ว ซึ่งดูเหมือนว่าสถานีอวกาศเทียนกงของจีนในตอนนี้ก็สามารถใช้ความเร็วอินเทอร์เน็ตที่ความเร็ว 1.2 Gbps ได้เหมือนกัน เรียกได้ว่าไม่ว่าจะอยู่ทั้ง ISS หรือเทียนกงคุณก็สามารถสนุกไปกับการดูคลิป Brain Rot ได้พร้อม ๆ กัน

ถ้าใครที่สนใจเกี่ยวกับเรื่องราวเทคโนโลยีการสื่อสารแนะนำให้อ่านบทความ

NASA เตรียมส่งดาวเทียม LCRD สาธิตเทคโนโลยีการสื่อสารผ่านเลเซอร์แทนวิทยุ

สถานีอวกาศนานาชาติ ใช้สาย LAN แบบไหน

เจาะลึกการส่งวิดีโอแมวครั้งแรกด้วย Laser Communication กับยานอวกาศ Psyche

WiFi และ Protocal การสื่อสารไร้สายยุคใหม่บนดวงจันทร์

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co