La Voyager 1 ripristina le comunicazioni con la NASA dopo una riparazione innovativa

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Per la prima volta in cinque mesi, gli ingegneri della NASA hanno ricevuto dati decifrabili dalla sonda Voyager 1 dopo aver formulato una soluzione innovativa per risolvere un problema di comunicazione a bordo della navicella spaziale più distante nell'universo.

La Voyager 1 si trova attualmente a circa 15 miliardi di miglia (24 miliardi di chilometri) di distanza e, con i suoi 46 anni, la sonda ha mostrato diverse peculiarità e segni di invecchiamento negli ultimi anni.

L'ultimo problema riscontrato dalla Voyager 1 è apparso per la prima volta nel novembre 2023, quando il modulo di modulazione della telemetria del sistema dati di volo ha iniziato a inviare un messaggio Uno schema di codice ripetuto indecifrabile.

Il sistema di dati di volo della Voyager 1 raccoglie informazioni dagli strumenti scientifici della navicella e le combina con dati ingegneristici che riflettono il suo attuale stato di salute. Il controllo missione sulla Terra riceve tali dati sotto forma di codice binario o una stringa di uno e zero.

Ma da novembre, il sistema dei dati di volo della Voyager 1 è rimasto bloccato. Anche se negli ultimi mesi la sonda ha continuato a inviare un segnale radio costante alla squadra di controllo della missione sulla Terra, il segnale non trasportava alcun dato utilizzabile.

Il 20 aprile il team della missione ha ricevuto i primi dati concreti sullo stato di salute e sulle condizioni dei sistemi tecnici della Voyager 1. Mentre il team sta ancora esaminando le informazioni, tutto ciò che ha visto finora indica che la Voyager 1 è intatta e funziona correttamente.

“Oggi è stata una giornata fantastica per Voyager 1”, ha dichiarato sabato Linda Spilker, scienziata del progetto Voyager presso il JPL. “Ci siamo riconnessi con la navicella spaziale. Non vediamo l'ora di recuperare i dati scientifici.”

La svolta è arrivata come risultato di un po' di tentativi ed errori e ha svelato il puzzle che ha portato la squadra a un chip.

Dopo aver scoperto il problema, il team della missione ha tentato di inviare comandi per riavviare il sistema informatico della navicella e ottenere maggiori informazioni sulla causa principale del problema.

Il team ha inviato un comando chiamato “poke” alla Voyager 1 il 1 marzo per fare in modo che il sistema dei dati di volo eseguisse varie sequenze di programmazione nella speranza di scoprire la causa del malfunzionamento.

Il 3 marzo, il team ha notato che l’attività di una parte del sistema dei dati di volo si distingueva dal resto dei dati confusi. Sebbene il segnale non fosse nel formato che il team della Voyager era abituato a vedere Quando il sistema dei dati di volo ha funzionato come previsto, un ingegnere della Deep Space Network della NASA è stato in grado di decrittografarlo.

La Deep Space Network è un sistema di antenne radio sulla Terra che aiuta l'agenzia a comunicare con le sonde Voyager e altri veicoli spaziali che esplorano il nostro sistema solare.

IL Il segnale decodificato includeva letture Dalla memoria dell'intero sistema di dati di volo.

Analizzando le letture, il team ha identificato la causa del problema: 3% di La memoria del sistema dei dati di volo è danneggiata. Un chip responsabile della memorizzazione di parte della memoria del sistema, inclusi alcuni codici di programma del computer, non funziona correttamente. Il team ha affermato che, sebbene la causa del guasto del chip sia sconosciuta, potrebbe essere usurato o essere stato esposto a una particella energetica proveniente dallo spazio.

La perdita del codice sul chip ha reso inutilizzabili i dati scientifici e ingegneristici della Voyager 1.

Poiché non c'era modo di riparare il chip, il team ha scelto di archiviare il codice interessato dal chip altrove nella memoria del sistema. Sebbene non siano stati in grado di individuare una posizione abbastanza grande da contenere tutto il codice, sono stati in grado di dividerlo in sezioni e memorizzarlo in luoghi diversi all'interno dei dati di volo. Sistema.

“Per far funzionare questo piano, avevano anche bisogno di modificare queste sezioni di codice, ad esempio, per garantire che funzionassero ancora tutte nel loro insieme”, afferma un rapporto. Aggiornamento dalla NASA. “Anche qualsiasi riferimento alla posizione di questo codice in altre parti della memoria (del sistema dei dati di volo) deve essere aggiornato.”

Dopo aver determinato il codice necessario per popolare i dati tecnici della Voyager 1, il 18 aprile gli ingegneri hanno inviato un segnale radio alla sonda per indirizzare il codice verso una nuova posizione nella memoria del sistema.

A causa dell'enorme distanza della Voyager 1 dalla Terra, occorrono circa 22,5 ore affinché un segnale radio raggiunga la sonda e altre 22,5 ore affinché un segnale di risposta dalla navicella raggiunga la Terra.

Il 20 aprile, il team ha ricevuto una risposta dalla Voyager 1 che indicava che la modifica intelligente del codice era riuscita e che potevano finalmente ricevere nuovamente dati ingegneristici leggibili dalla sonda.

Nelle prossime settimane, il team continuerà a spostare altre parti interessate del software del sistema, comprese quelle responsabili della restituzione di preziosi dati scientifici raccolti dalla Voyager 1.

Inizialmente progettate per durare cinque anni, la Voyager 1 e la sua gemella, Voyager 2, furono lanciate nel 1977 e sono i veicoli spaziali operativi più longevi della storia. La loro durata di vita eccezionalmente lunga significa che entrambi i veicoli spaziali hanno fornito ulteriori informazioni sul nostro sistema solare e oltre, dopo aver raggiunto i loro obiettivi iniziali di volare attorno a Giove, Saturno, Urano e Nettuno decenni fa.

Le sonde si stanno attualmente avventurando attraverso territori cosmici inesplorati lungo i margini esterni del sistema solare. Entrambi si trovano nello spazio interstellare e sono gli unici veicoli spaziali che operano al di fuori dell'eliosfera, la bolla di campi magnetici e particelle del Sole che si estende ben oltre l'orbita di Plutone.

La Voyager 2, operando normalmente, ha percorso più di 12,6 miliardi di miglia (20,3 miliardi di km) dal nostro pianeta.

Col passare del tempo, incontrarono entrambi i veicoli spaziali Problemi imprevisti E abbandoni, incluso un periodo di sette mesi nel 2020 quando La Voyager 2 non poteva comunicare Con la terra. Nell'agosto 2023, la squadra della missione ha utilizzato Tecnica del “urlo” lungo Per ripristinare le comunicazioni con la Voyager 2 dopo che un comando ha inavvertitamente puntato l'antenna della navicella nella direzione sbagliata.

Il team stima che ci vorranno alcune settimane per ricevere i dati scientifici dalla Voyager 1 e non vede l'ora di vedere cosa contengono tali dati.

“Non sappiamo mai con certezza cosa accadrà alle Voyager, ma mi stupisce sempre quando continuano ad andare avanti”, ha affermato Susan Dodd, project manager della Voyager, in una nota. “Abbiamo riscontrato diverse anomalie e stanno diventando sempre più difficili, ma finora siamo stati fortunati a risolverle. I giovani ingegneri si uniscono al team della Voyager e contribuiscono con le loro conoscenze per continuare la missione.”