Najdalsza sonda kosmiczna ludzkości zostaje uszkodzona z powodu usterki komputera

Voyager 1 wciąż tam żyje i wystrzeliwuje w wszechświat oddalony o ponad 25 miliardów mil. Jednak problem z komputerem uniemożliwił oddanemu zespołowi wsparcia misji w południowej Kalifornii uzyskanie dalszych informacji na temat stanu jednego z najdłużej żyjących statków kosmicznych NASA.

Usterka komputerowa pojawiła się 14 listopada i miała wpływ na zdolność Voyagera 1 do przesyłania danych telemetrycznych, takich jak pomiary z instrumentów naukowych statku kosmicznego lub podstawowe informacje inżynieryjne na temat działania sondy. Nie ma zatem wglądu w kluczowe parametry związane z układem napędowym, mocy czy sterowania pojazdu.

„Byłoby największym cudem, gdybyśmy go odzyskali. Z pewnością się nie poddaliśmy” – powiedziała w wywiadzie dla Ars Susan Dodd, kierownik projektu Voyager w Jet Propulsion Laboratory NASA. „Są inne rzeczy, których moglibyśmy spróbować. Ale to jest zdecydowanie najniebezpieczniejsze, odkąd jestem kierownikiem projektu”.

Dodd został kierownikiem projektu misji NASA Voyager w 2010 roku, nadzorując niewielką kadrę inżynierów odpowiedzialnych za badanie przestrzeni międzygwiezdnej przez ludzkość. Voyager 1 to najdalszy statek kosmiczny w historii, oddalający się od Słońca z prędkością 38 000 mil na godzinę (17 kilometrów na sekundę).

Voyager 2, który wystartował 16 dni przed Voyagerem 1 w 1977 r., nie jest wcale tak daleko. Obrał spokojniejszą trasę przez Układ Słoneczny, przelatując obok Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, podczas gdy Voyager 1 nabrał prędkości podczas spotkania z Saturnem, aby wyprzedzić siostrzany statek kosmiczny.

W ciągu ostatnich dwudziestu lat NASA wykorzystywała instrumenty Voyagera do badania promieni kosmicznych, pól magnetycznych i środowiska plazmy w przestrzeni międzygwiezdnej. Nie robią już zdjęć. Obie sondy wyleciały poza heliosferę, gdzie cząsteczki emitowane przez Słońce przedostawały się do ośrodka międzygwiazdowego.

Żaden inny działający statek kosmiczny nie bada obecnie przestrzeni międzygwiazdowej. Sonda NASA New Horizons, która przeleciała obok Plutona w 2015 roku, jest na dobrej drodze, aby dotrzeć do przestrzeni międzygwiazdowej w latach czterdziestych XXI wieku.

Najnowocześniejsza technologia od 50 lat

Ostatnim problemem Voyagera 1 jest podsystem danych lotu (FDS) sondy, jeden z trzech komputerów na pokładzie statku kosmicznego, który współpracuje z centralnym komputerem dowodzenia i kontrolą oraz innym urządzeniem nadzorującym kontrolę położenia geograficznego i naprowadzanie.

FDS jest odpowiedzialna za zbieranie danych naukowych i inżynieryjnych z sieci czujników statku kosmicznego, a następnie łączenie ich w pojedynczy pakiet danych w kodzie binarnym – ciąg zer i jedynek. Oddzielny komponent zwany modulatorem telemetrycznym wysyła wiązkę danych na Ziemię przez antenę talerza Voyagera o długości 12 stóp (3,7 m).

Według NASA w listopadzie pakiety danych wysłane przez Voyagera 1 wykazywały powtarzający się wzór zer i jedynek, jakby utknęły w miejscu. Inżynierowie z JPL spędzili większą część trzech miesięcy na próbach zdiagnozowania przyczyny problemu, powiedział Dodd. Powiedziała, że ​​zespół inżynierów jest „na 99,9 procent pewien”, że przyczyną problemu jest FDS, który prawdopodobnie ma problemy z „synchronizacją klatek” danych.

Jak na razie zespół naziemny uważa, że ​​najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem problemu jest uszkodzony fragment pamięci w DSF. Jednak z powodu awarii komputera inżynierom brakuje szczegółowych danych z Voyagera 1, które mogłyby doprowadzić ich do źródła problemu. „Prawdopodobnie jest to gdzieś w pamięci FDF” – powiedział Dodd. „Jest przewrócony lub nieco uszkodzony. Ale bez telemetrii nie możemy stwierdzić, gdzie pamięć FDS jest uszkodzona”.

Kiedy opracowywano pięćdziesiąt lat temu, podsystem danych lotu Voyagera był innowacją w informatyce. Był to pierwszy komputer na statku kosmicznym, w którym zastosowano pamięć ulotną. Według Dodda każdy statek kosmiczny Voyager został wystrzelony z dwoma komputerami FDS, ale utworzenie kopii zapasowej FDS Voyagera 1 nie powiodło się w 1981 roku.

Jedynym sygnałem, jaki otrzymali naziemni inżynierowie Voyagera 1 od listopada, jest sygnał nośny, który w zasadzie informuje zespół, że statek kosmiczny wciąż żyje. Nic nie wskazuje na inne poważne problemy. Zmiany w modulacji sygnału nośnego wskazują, że Voyager 1 odbiera polecenia wysyłane z Ziemi.

„Niestety nie rozwiązaliśmy jeszcze problemu, nie rozwiązaliśmy problemu ani nie odzyskaliśmy danych telemetrycznych” – powiedział Dodd.