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趙坤茂／從網際網路到星際網路

2026-04-24 00:06 　聯合報／ 趙坤茂（台大資工系教授）

「阿提米絲二號」是阿提米絲計畫中的首次載人繞月任務，它在四月上旬載運四名太空人繞行至月球背面並返回地球，旨在驗證載人系統的安全與性能，並為人類重返月球表面與深空探索打下根基。執行阿提米絲二號任務的獵戶座太空船，以離地球四○六,七七一公里的距離，打破民國五十九年（一九七○年）阿波羅十三號創下的四○○,一七一公里紀錄，樹立史上載人太空船離地球最遠的里程碑。

在十天的航行歷程中，獵戶座太空船遭逢兩次長時間斷訊；第一次發生在太空船繞行月球背面時，因月球實體擋住了太空船與地球之間的直線視界，使得電磁波無法穿透，造成通訊中斷約四十分鐘，這也曾是阿波羅十三號面臨的緊張時刻。第二次發生在太空船高速重返大氣層時，因與大氣劇烈摩擦產生高溫，使太空船周圍的氣體分子分解並電離，形成的電離層屏蔽了電磁波，使得通訊中斷約六分鐘。

為解決月球背面的通訊盲區，未來將利用衛星或太空站做為轉接點繞過月球遮蔽，與地球建立通訊連線。刻正進行的計畫中，預計明年將會部署月球門戶太空站做為中繼節點，最終在民國一一八年（二○二九年）前完成 LunaNet 月球衛星網，構建月球版的導航系統及網際網路，提供類似地球 GPS 的定位服務，及不間斷的通訊連結。

實際上，在阿提米絲二號任務中，已使用了能夠解決訊號衰減與頻寬限制的高速雷射通訊系統，可以從月球回傳超高畫質影像，為太空高速傳輸奠定基礎。不過，月球與地球平均距離約為三八四,四○○公里，即使以光速傳輸（每秒約卅萬公里），單程亦需約一點三秒，來回就要二點六秒。太空人在月球端說完話後，必須等待至少二點六秒才能聽到地球端的反應。此外，在傳統網路通訊協定中，若確認收到的訊號因為延遲太久才傳回，可能會讓系統誤判為連線中斷。

猶記得約莫廿年前，網際網路之父 Vint Cerf 來台，演講主題即為關於太陽系的網路建構，其開天闢地的論述令筆者大開眼界。大師並不沉醉於吹噓如何建構地球的網路協定，而是看到未來的太空通訊；他領導的 IPNSIG，奠定了「阿提米絲計畫」與未來火星任務的通訊基石。如今 IPNSIG 除致力於將網路擴展到太陽系，更打算利用退役探測器建立跨越太陽系的通訊網路骨幹。

由於星球之間距離遙遠，導致通訊延遲及訊號衰減，所以 IPNSIG 開發太空網路專用的「延遲與中斷容忍網路」（DTN）技術。DTN 的通訊模式會從「對話」變為「留言板」，將數據封包儲存在節點（中繼衛星）中；倘若下一個節點暫時斷訊，數據封包會等連線恢復後再繼續往下傳，不因等候超時而消失。此外，傳統網路在傳輸前需要來回數次交握確認，這在星球之間變得相當耗時，所以 DTN 採用了類似手機簡訊機制的盲傳策略，直接把整包數據發送出去，傳送端不必卡在原地等待，就可執行後續任務。

有朝一日，牛郎星與織女星必能以「星際網路」相連，只是雙星相距超過十五光年，電磁波來回一趟至少卅年！所幸人類的思緒超越光速，每年七夕，總能將銀河間閃爍的星群想像成鵲橋，喜見牛郎織女跨越天河浪漫相會。