星際互聯網節點能構建地外通信網絡，是其基礎設施，它相當於太空中信號中轉站，可確保行星、衛星及探測器間數據可靠傳輸。因月球和火星探測任務不斷增多，所以傳統點對點深空網絡無法滿足未來大規模太空開發需求。本文會深入探討，星際互聯網節點的關鍵技術、部署面臨的挑戰，以及其對人類太空探索的深遠影響。
星際互聯網節點如何工作
星際互聯網節點，借助延遲容忍網絡亦即DTN協議，來處理太空通信裡的中斷難題。跟傳統地球互聯網不一樣，太空鏈路會由於行星轉動、飛行器遮蔽或者太陽風暴，頻繁地發生中斷。 DTN運用存儲-轉發機制，節點在接收數據包之後，先進行持久化存儲，一直到下一跳鏈路可用之時，才開展轉發。這樣的異步通信模式，能夠容忍長達數小時甚至數天的傳輸延遲。
在實際進行部署的狀況下，節點是需要具備那種能夠自主開展路由計算的能力的。比如說火星軌道節點在接收源自地球的數據之際，會依據當下火星表面巡視器所處的位置來動態挑選最佳的下行鏈路。每一個數據包都是攜帶著用以標識其優先級別的元數據的，有可能科學觀測數據相較於工程遙享而言是擁有更高的傳輸權限的。這樣的一種架構是已經在地月空間當中進行了驗證的，在2022年的時候月球網關站就成功地演示了跨節點數據接力傳輸的情況。
為什麼需要建設星際互聯網
因太空活動密度有所增加，致使阿波羅時代所依賴的深空網絡，也就是DSN，暴露出極為嚴重的瓶頸狀況。當下，全球僅僅只有三座DSN天線陣列，然而卻要為全部的深空任務去提供服務，所以常常會出現調度方面的衝突。在2021年火星任務處於高峰期的時候，毅力號由於通信窗口受到限制，從而被迫暫存了46GB的地質數據，要等待兩週時間之後才能夠完成傳輸。
能顯著提升通信效率的緣由是星際互聯網具備分佈式特性，在火星系統部署4至6個軌道節點後，每天有效通信時長會從業已存在的8小時提升至近乎連續覆蓋的狀態，這不但加速了科學數據回傳，更為關鍵之處則是為載人任務給出了實時應急通信保障，宇航員於月面活動期間，能夠借助就近節點直接操控巡視器，而不需要再經由地球進行中轉。
星際互聯網節點部署位置
進行節點選址的時候，需要把軌道穩定性、通信視野以及能源供給綜合起來加以考慮。地月拉格朗日點L4/L5，因為具備動態平衡特性，從而成了首選，這兩個位置跟地月持續保持等距三角關係，能夠構建出永不中斷的中繼樞紐。當下，NASA正在進行規劃的Lunar 正是依據這個原理來設計的。
節點佈局於火星系統，其更為複雜。同步軌道節點，覆蓋範圍固定，然而存在信號延遲。低軌道節點，延遲較低，不過需要星座組網構成陣列。最新出台的方案，提議在火衛一部署表面節點，此為直徑12公里的小衛星，引力微弱，發射時能耗極低，並且其軌道周期與火星自轉不同步，能夠週期性掃過整個火星表面，從而實現特定功能。
星際互聯網面臨哪些安全威脅
複雜威脅環境中暴露出太空網絡，2018年有黑客通過智利地面站惡意插入指令干擾火星偵察軌道器的情況發生，星際鏈路因傳輸延遲長，不能如地面網絡那般實時進行握手驗證，攻擊者有可能利用時間差施行“休眠節點劫持”。
量子計算威脅帶來了更隱蔽的風險，。在量子計算機面前，當前所採用的公鑰加密顯得不堪一擊，。太空基礎設施的設計壽命常常達到20年以上，。歐洲空間局正在測試“星際量子密鑰分發”方案，。該方案借助糾纏光子對生成無法被破譯的密鑰，。然而這項技術還需要突破由大氣湍流引發的退相干難題。
星際互聯網如何影響深空探測
這項技術正在從根本之處轉變任務設計的模式，朱諾號木星探測器當初因為地球通信方面的限制，每天僅僅能夠回傳大約40MB的數據，要是木星軌道存在中繼節點，那麼其數據返回總量能夠提升兩個數量級，即將展開的歐羅巴快帆任務已經規劃好了要通過軌道器構建木星系統局域網。
對於更遙遠的星際探測來講，節點網絡能夠達成數據多路徑傳輸。旅行者號當下跟地球僅僅剩下單線聯繫，一旦天線出現偏離便會失聯。要是在外太陽系佈置節點矩陣，探測器能夠藉著多跳路由維持連接，恰似登山隊於險峻地形設立接力哨站那般保證通信永遠不會中斷。
星際互聯網未來的發展方向
下一代的節點，正朝著智能化以及多功能化的方向演進，NASA的概念設計，把導航、授時與通信功能整合在同一平台，未來的探測器只要與最近的節點通信，便能夠同步獲取精確定位服務，這樣的架構特別適用於火星無人機這類對實時定位有著高要求的應用。
技術迭代因商業公司的介入得以加速， 的星鏈V2.0 衛星擁有了空間激光通信能力，這些處於近地軌道的衛星在未來有可能成為星際互聯網的“地月入口網關”，藍色起源提出要在月球隕石坑部署光纖網絡，使其與軌道節點共同構成天地一體化基礎設施。
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