Provavelmente, o endereço IP pertence ao aeroporto (do qual seu acesso à Internet está vindo, já que não há sinal de celular na altitude do avião) ou a uma torre próxima (que pode ser instalada no aeroporto) e à Internet conexão é apenas retransmitida para a aeronave.
Pesquisando, encontrei o seguinte: Como funciona o Wi-Fi em aviões? , que descreve algo semelhante:
Ground-Based Cellular Networks In a ground-based system, an antenna located on the bottom of the plane transmits and receives signals to and from ground-based towers and works in a similar way to mobile phone networks. The plane's antenna transmits signals to the nearest tower, which in turn relays the signals to a ground station. The ground station retrieves the necessary data, which the cell tower broadcasts to the plane. As providers erect more towers, the area covered by the network expands. For faster expansion, existing cellphone towers can be fitted with the necessary equipment. Due to FCC regulations, the network is not available below 10,000 feet as the license is only for aeronautical use.
E da descrição do serviço da US Airways :
Gogo has a network of cellular towers throughout the continental U.S. that allow transmission of broadband internet connectivity to Gogo-equipped aircraft. Three small antennas installed on the outside of the aircraft (two ATG antennas under the aircraft and one GPS antenna on top of the aircraft) receive the signal and send it to the Gogo system aboard the aircraft. The Gogo system then transmits a Wi-Fi signal inside the cabin for passenger use.
Além disso, eu suponho que esses serviços usem algum tipo de cache, que pode também ser instalado em um servidor em Atlanta (lar da Delta, como observado em um comentário).