Voyager 1 przywraca komunikację z NASA po innowacyjnej naprawie

Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Eksploruj wszechświat dzięki wiadomościom o fascynujących odkryciach, postępach naukowych i nie tylko.

CNN
—

Po raz pierwszy od pięciu miesięcy inżynierowie NASA otrzymali możliwe do odszyfrowania dane z Voyagera 1 po opracowaniu innowacyjnego rozwiązania problemu komunikacji na pokładzie najdalszego statku kosmicznego ludzkości we wszechświecie.

Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości około 24 miliardów kilometrów, a mając 46 lat, sonda wykazała w ostatnich latach kilka dziwactw i oznak starzenia.

Ostatni problem napotkany przez Voyagera 1 pojawił się po raz pierwszy w listopadzie 2023 r., kiedy moduł modulacji telemetrycznej systemu danych lotu zaczął wysyłać komunikat Nieczytelny, powtarzający się wzór kodu.

System danych lotu Voyagera 1 zbiera informacje z instrumentów naukowych statku kosmicznego i łączy je z danymi inżynieryjnymi, które odzwierciedlają jego aktualny stan zdrowia. Kontrola Misji na Ziemi otrzymuje te dane w postaci kodu binarnego lub ciągu jedynek i zer.

Jednak od listopada system danych lotu Voyagera 1 utknął w pętli. Chociaż sonda przez ostatnie kilka miesięcy nadal wysyłała stały sygnał radiowy do zespołu kontroli misji na Ziemi, sygnał ten nie niósł żadnych użytecznych danych.

Zespół misji otrzymał pierwsze solidne dane na temat stanu i stanu systemów inżynieryjnych Voyagera 1 20 kwietnia. Chociaż zespół nadal przegląda informacje, wszystko, co do tej pory zobaczył, wskazuje, że Voyager 1 jest nienaruszony i działa prawidłowo.

„Dziś był wspaniały dzień dla Voyagera 1” – stwierdziła w sobotnim oświadczeniu Linda Spilker, naukowiec zajmujący się projektem Voyager w JPL. „Ponownie połączyliśmy się ze statkiem kosmicznym. Nie możemy się doczekać odzyskania danych naukowych”.

Przełom nastąpił w wyniku prób i błędów i rozwikłał zagadkę, która doprowadziła zespół do jednego żetonu.

Po wykryciu problemu zespół misji podjął próbę wysłania poleceń w celu ponownego uruchomienia systemu komputerowego statku kosmicznego i uzyskania dodatkowych informacji na temat pierwotnej przyczyny problemu.

1 marca zespół wysłał do Voyagera 1 polecenie zwane „poke”, aby system danych lotu wykonał różne sekwencje programowe w nadziei na odkrycie przyczyny awarii.

3 marca zespół zauważył, że aktywność w jednej części systemu danych o locie wyróżnia się na tle pozostałych zniekształconych danych. Chociaż sygnał nie był w formacie, do którego przywykł zespół Voyagera Kiedy system danych o locie działał zgodnie z oczekiwaniami, inżynierowi z Deep Space Network NASA udało się go odszyfrować.

Deep Space Network to system anten radiowych na Ziemi, który pomaga agencji komunikować się z sondami Voyager i innymi statkami kosmicznymi badającymi nasz Układ Słoneczny.

the Zdekodowany sygnał zawierał odczyty Z pamięci całego systemu danych lotu.

Badając odczyty, zespół zidentyfikował przyczynę problemu: 3%. Pamięć systemu danych lotu jest uszkodzona. Jeden układ odpowiedzialny za przechowywanie części pamięci systemu, w tym niektórych kodów programów komputerowych, nie działa prawidłowo. Zespół stwierdził, że choć przyczyna awarii chipa nie jest znana, mógł on ulec zużyciu lub zostać wystawiony na działanie energetycznej cząstki z kosmosu.

Utrata kodu na chipie spowodowała, że ​​dane naukowe i inżynieryjne Voyagera 1 stały się bezużyteczne.

Ponieważ nie było możliwości naprawienia chipa, zespół zdecydował się zapisać kod z chipa, którego dotyczy problem, w innym miejscu pamięci systemu. Chociaż nie byli w stanie zlokalizować lokalizacji wystarczająco dużej, aby pomieścić cały kod, byli w stanie podzielić kod na sekcje i przechowywać go w różnych miejscach w danych lotu System.

„Aby ten plan zadziałał, musieli także zmodyfikować te sekcje kodu, aby na przykład zapewnić, że wszystkie nadal działają jako całość” – stwierdzono w jednym z raportów. Aktualizacja z NASA. „Wszelkie odniesienia do lokalizacji tego kodu w innych częściach pamięci (systemu danych lotu) również muszą zostać zaktualizowane.”

Po określeniu kodu potrzebnego do uzupełnienia danych inżynieryjnych Voyagera 1, 18 kwietnia inżynierowie wysłali sygnał radiowy do sondy, aby skierować kod w nowe miejsce w pamięci systemu.

Ze względu na ogromną odległość Voyagera 1 od Ziemi, sygnał radiowy dociera do sondy w około 22,5 godziny, a sygnał odpowiedzi ze statku kosmicznego dociera do Ziemi po kolejnych 22,5 godzinach.

20 kwietnia zespół otrzymał odpowiedź z sondy Voyager 1 wskazującą, że sprytna modyfikacja kodu powiodła się i w końcu mógł ponownie otrzymać czytelne dane inżynieryjne z sondy.

W nadchodzących tygodniach zespół będzie nadal przenosił inne części oprogramowania systemu, których dotyczy problem, w tym te odpowiedzialne za zwracanie cennych danych naukowych zebranych przez Voyagera 1.

Pierwotnie zaprojektowany na pięć lat, Voyager 1 i jego bliźniak, Voyager 2, zostały wystrzelone w 1977 roku i są najdłużej działającym statkiem kosmicznym w historii. Ich wyjątkowo długa żywotność oznacza, że ​​oba statki kosmiczne zapewniły dodatkowy wgląd w nasz Układ Słoneczny i poza nim, po osiągnięciu początkowych celów, czyli latania wokół Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna kilkadziesiąt lat temu.

Sondy przemierzają obecnie niezbadane terytorium kosmiczne wzdłuż zewnętrznych obrzeży Układu Słonecznego. Obydwa znajdują się w przestrzeni międzygwiazdowej i są jedynymi statkami kosmicznymi działającymi poza heliosferą, słonecznym bąblem pól magnetycznych i cząstek, który rozciąga się daleko poza orbitę Plutona.

Działający normalnie Voyager 2 przeleciał ponad 20,3 miliarda km od naszej planety.

W miarę upływu czasu napotkali oba statki kosmiczne Nieoczekiwane problemy I rezygnacje, w tym okres siedmiu miesięcy w 2020 r., kiedy Voyager 2 nie mógł się porozumieć Z ziemią. W sierpniu 2023 roku zespół misyjny korzystał Technika długiego „krzyku”. Aby przywrócić komunikację z Voyagerem 2 po tym, jak polecenie przypadkowo skierowało antenę statku kosmicznego w złym kierunku.

Zespół szacuje, że otrzymanie danych naukowych z Voyagera 1 zajmie kilka tygodni i nie może się doczekać, aby zobaczyć, co te dane zawierają.

„Nigdy nie wiemy na pewno, co stanie się z Voyagerami, ale zawsze zdumiewa mnie, gdy posuwają się naprzód” – powiedziała w oświadczeniu Susan Dodd, kierownik projektu Voyagera. „Napotkaliśmy wiele anomalii, które stają się coraz trudniejsze, ale jak dotąd udało nam się je naprawić. Młodzi inżynierowie dołączają do zespołu Voyagera i wnoszą swoją wiedzę, aby kontynuować misję”.