Voyager 1 stellt nach innovativer Reparatur die Kommunikation mit der NASA wieder her

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Zum ersten Mal seit fünf Monaten haben NASA-Ingenieure entschlüsselbare Daten von Voyager 1 erhalten, nachdem sie eine innovative Lösung zur Behebung eines Kommunikationsproblems an Bord des am weitesten entfernten Raumschiffs der Menschheit im Universum entwickelt hatten.

Voyager 1 ist derzeit etwa 15 Milliarden Meilen (24 Milliarden Kilometer) entfernt, und die 46 Jahre alte Sonde zeigte in den letzten Jahren mehrere Macken und Alterserscheinungen.

Das jüngste Problem bei Voyager 1 trat erstmals im November 2023 auf, als das Telemetriemodulationsmodul des Flugdatensystems begann, eine Nachricht zu senden Ein nicht entzifferbares, sich wiederholendes Codemuster.

Das Flugdatensystem von Voyager 1 sammelt Informationen von den wissenschaftlichen Instrumenten des Raumfahrzeugs und kombiniert sie mit technischen Daten, die seinen aktuellen Gesundheitszustand widerspiegeln. Die Missionskontrolle auf der Erde empfängt diese Daten in Form eines Binärcodes oder einer Folge von Einsen und Nullen.

Doch seit November steckt das Flugdatensystem der Voyager 1 in einer Schleife fest. Während die Sonde in den letzten Monaten weiterhin ein stetiges Funksignal an das Missionskontrollteam auf der Erde sendete, enthielt das Signal keine verwertbaren Daten.

Das Missionsteam erhielt am 20. April die ersten soliden Daten über den Zustand und Zustand der technischen Systeme von Voyager 1. Während das Team die Informationen noch prüft, deutet alles, was es bisher gesehen hat, darauf hin, dass Voyager 1 intakt ist und ordnungsgemäß funktioniert.

„Heute war ein großartiger Tag für Voyager 1“, sagte Linda Spilker, Voyager-Projektwissenschaftlerin am JPL, in einer Erklärung am Samstag. „Wir haben die Verbindung zum Raumschiff wiederhergestellt. Wir freuen uns auf die Wiederherstellung wissenschaftlicher Daten.“

Der Durchbruch kam durch ein wenig Versuch und Irrtum zustande und löste das Rätsel, das das Team zu einem Chip führte.

Nachdem das Problem entdeckt wurde, versuchte das Missionsteam, Befehle zu senden, um das Computersystem des Raumfahrzeugs neu zu starten und mehr über die Grundursache des Problems zu erfahren.

Das Team schickte am 1. März einen Befehl namens „Poke“ an Voyager 1, um das Flugdatensystem verschiedene Programmiersequenzen ausführen zu lassen, in der Hoffnung, die Ursache der Fehlfunktion herauszufinden.

Am 3. März bemerkte das Team, dass sich die Aktivität eines Teils des Flugdatensystems vom Rest der verstümmelten Daten abhob. Obwohl das Signal nicht das Format hatte, das das Voyager-Team gewohnt war Als das Flugdatensystem wie erwartet funktionierte, konnte es ein Ingenieur des Deep Space Network der NASA entschlüsseln.

Das Deep Space Network ist ein System von Funkantennen auf der Erde, das der Agentur hilft, mit den Voyager-Sonden und anderen Raumfahrzeugen zu kommunizieren, die unser Sonnensystem erforschen.

Die Das dekodierte Signal enthielt Auslesungen Aus dem Speicher des gesamten Flugdatensystems.

Durch die Untersuchung der Messwerte identifizierte das Team die Ursache des Problems: 3 % von Der Speicher des Flugdatensystems ist beschädigt. Ein Chip, der für die Speicherung eines Teils des Systemspeichers, einschließlich einiger Computerprogrammcodes, verantwortlich ist, funktioniert nicht ordnungsgemäß. Das Team sagte, dass die Ursache für den Ausfall des Chips zwar unbekannt sei, er aber möglicherweise abgenutzt oder einem energiereichen Teilchen aus dem Weltraum ausgesetzt gewesen sei.

Der Verlust des On-Chip-Codes führte dazu, dass die wissenschaftlichen und technischen Daten von Voyager 1 unbrauchbar wurden.

Da es keine Möglichkeit gab, den Chip zu reparieren, entschied sich das Team, den betroffenen Code vom Chip an einer anderen Stelle im Systemspeicher zu speichern. Obwohl es ihnen nicht gelang, einen Ort zu finden, der groß genug war, um den gesamten Code aufzunehmen, konnten sie den Code in Abschnitte unterteilen und ihn an verschiedenen Stellen innerhalb der Flugdaten speichern System.

„Damit dieser Plan funktionierte, mussten sie auch diese Codeabschnitte ändern, um beispielsweise sicherzustellen, dass sie alle weiterhin als Ganzes funktionierten“, heißt es in einem Bericht. Update von der NASA. „Alle Verweise auf den Speicherort dieses Codes in anderen Teilen des (Flugdatensystem-)Speichers müssen ebenfalls aktualisiert werden.“

Nachdem die Ingenieure den Code ermittelt hatten, der zum Auffüllen der technischen Daten für Voyager 1 erforderlich war, sendeten sie am 18. April ein Funksignal an die Sonde, um den Code an eine neue Stelle im Systemspeicher zu leiten.

Aufgrund der enormen Entfernung von Voyager 1 von der Erde dauert es etwa 22,5 Stunden, bis ein Funksignal die Sonde erreicht, und weitere 22,5 Stunden, bis ein Antwortsignal der Raumsonde die Erde erreicht.

Am 20. April erhielt das Team eine Antwort von Voyager 1, die besagte, dass die geschickte Modifikation des Codes gelungen sei und sie endlich wieder lesbare technische Daten von der Sonde erhalten könnten.

In den kommenden Wochen wird das Team weiterhin andere betroffene Teile der Systemsoftware verschieben, einschließlich derjenigen, die für die Rückgabe wertvoller wissenschaftlicher Daten verantwortlich sind, die von Voyager 1 gesammelt wurden.

Ursprünglich für eine Lebensdauer von fünf Jahren ausgelegt, wurden Voyager 1 und ihr Zwilling Voyager 2 1977 gestartet und sind die am längsten einsatzbereiten Raumschiffe der Geschichte. Aufgrund ihrer außergewöhnlich langen Lebensdauer haben beide Raumsonden zusätzliche Einblicke in unser Sonnensystem und darüber hinaus geliefert, nachdem sie vor Jahrzehnten ihre ursprünglichen Ziele, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu umfliegen, erreicht hatten.

Derzeit wagen sich Sonden in unbekanntes kosmisches Territorium entlang der äußeren Ränder des Sonnensystems. Beide befinden sich im interstellaren Raum und sind die einzigen Raumsonden, die außerhalb der Heliosphäre operieren, der Blase aus Magnetfeldern und Teilchen der Sonne, die sich weit über Plutos Umlaufbahn hinaus erstreckt.

Voyager 2 hat bei normalem Betrieb mehr als 12,6 Milliarden Meilen (20,3 Milliarden Kilometer) von unserem Planeten entfernt.

Im Laufe der Zeit trafen sie auf beide Raumschiffe Unerwartete Probleme Und Schulabbrecher, einschließlich eines Zeitraums von sieben Monaten im Jahr 2020 Voyager 2 konnte nicht kommunizieren Mit dem Boden. Im August 2023 kam das Missionsteam zum Einsatz Lange „Schrei“-Technik Wiederherstellung der Kommunikation mit Voyager 2, nachdem ein Befehl die Antenne des Raumfahrzeugs versehentlich in die falsche Richtung gerichtet hatte.

Das Team schätzt, dass es einige Wochen dauern wird, bis wissenschaftliche Daten von Voyager 1 vorliegen, und ist gespannt, was diese Daten enthalten.

„Wir wissen nie genau, was mit den Voyagers passieren wird, aber es überrascht mich immer wieder, wenn sie weitermachen“, sagte Susan Dodd, Voyager-Projektmanagerin, in einer Erklärung. „Wir sind auf viele Anomalien gestoßen, und sie werden immer schwieriger, aber wir hatten bisher das Glück, sie zu beheben. Die Mission wird fortgesetzt und bringt ihr Wissen ein, um die Mission fortzusetzen.“