Что происходит с «Вояджер-1» на самом деле

Вышедший за пределы Солнечной системы «Вояджер-1» с ноября не может выполнять свои функции и передавать научную информацию из межзвездного пространства. Несколько месяцев потребовалось инженерам, чтобы определить, в каком направлении его следует «ремонтировать» (если можно так называть дистанционную работу). И вот теперь получены первые данные, которые дают надежду на возобновление работы аппарата. 

В далеком-далеком космосе…

Запуск аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» состоялся в 1977 году. Предполагалось, что зонды отправятся в четырехлетнюю миссию, чтобы пройти мимо Сатурна и Юпитера. Аппараты оснастили «золотой пластинкой» с информацией о Земле для инопланетян.

Но зонды преподносили сюрприз за сюрпризом и переписывали рекорды, сначала посетив Нептун и Уран, а затем отправившись дальше — за гелиосферу, то есть вышли за границы Солнечной системы. «Вояджер-1» достиг межзвездного пространства в 2012 году, а «Вояджер-2» — в 2018-м.

За 46 лет их оборудование устарело и износилось. Но технический гений инженеров из команды, обеспечивающей самую далекую миссию землян, позволял решать все возникавшие проблемы. Например, они «взломали» резервный источник питания и придумали, как оптимизировать работу оборудования, чтобы продлить срок службы зондов.

Сейчас «Вояджер-1» отошел от Земли более чем на 24 млрд км и является самым удаленным от нас исследовательским устройством. «Вояджер-2» находится на расстоянии свыше 20 млрд км. 

Языковой барьер

В ноябре 2023 года произошел сбой в работе системы полетных данных (FDS) — одного из трех бортовых компьютеров «Вояджера-1». FDS предназначена для сбора сведений от научных инструментов и данных об исправности и состоянии аппарата. Она объединяет всю полученную информацию в единый пакет, которую блок модуляции телеметрии (TMU) передает на Землю, в центр управления полетом.

«Данные имеют форму единиц и нулей, то есть двоичного кода. Различные комбинации этих двух чисел составляют основу всего компьютерного языка. Недавно TMU начал передавать повторяющуюся комбинацию единиц и нулей, как будто он «застрял». Исключив другие возможности, команда «Вояджера» определила, что источником проблемы является FDS», — поясняли в NASA в первом сообщении о неполадках.

Несмотря на сбой во взаимодействии систем, аппарат все это время продолжал принимать и выполнять команды с Земли. Также не прекращалась передача обратного сигнала, хотя он и был некорректным.

Ситуацию осложняет еще и то, что командам от диспетчеров требуется 22,5 часа, чтобы достичь «Вояджера-1», и столько же — чтобы вернуться. То есть, 45 часов на каждую попытку «привести в чувство» системы аппарата.

Первый успех в ремонте был достигнут в начале марта. Сигнал от «Вояджера-1» отличался от того, которые инженеры получали с ноября. Он был все еще абракадаброй, но его смог дешифровать инженер из Deep Space Network — агентства, которое управляет радиоантеннами для связи со всеми американскими аппаратами за пределами околоземного пространства.

Выяснилось, что в новом сигнале содержатся данные всей памяти FDS. А она включает в себя код, используемый бортовым компьютером, или инструкции о том, что делать. В нее же закладываются переменные значения, которые используются в коде и могут меняться в зависимости от команд или состояния космического корабля. И там же содержатся научные или инженерные данные.

Первые успехи

Благодаря этой дешифровке инженеры миссии получили подсказку, которая может вести к решению проблемы. Они сравнили весь пакет сведений с тем, что получали от «Вояджера-1» до сбоя связи и выявили расхождения в коде и переменных, которые должны указывать на причину неполадок.

«Используя показания, команда выяснила, что около 3% памяти FDS повреждено, и это не позволяет компьютеру нормально выполнять операции. Команда подозревает, что чип, ответственный за хранение этой части памяти FDS, перестал работать. Возможно, в чип могла попасть энергетически заряженная частица из космоса или он просто износился за 46 лет», — пояснили в NASA месяц спустя.

И на самом деле эта новость о неисправности чипа — хорошая новость. Ведь у инженеров появилась хоть какая-то информация, чтобы переписать программу зонда и вернуть ему способность отсылать научные и инженерные данные.

Судя по последнему сообщению, прямо сейчас специалисты миссии ломают голову над тем, как решить проблему. Дело в том, что поврежденная часть программного кода слишком большая (или оставшаяся в каждом из чипов «Вояджера-1» память слишком маленькая), чтобы перезаписать код в другое место целиком.

«Поэтому они разработали план для разделения затронутого кода и хранения этих частей в разных местах FDS. Для этого необходимо было скорректировать эти части кода так, чтобы все они по-прежнему функционировали как единое целое. Любые ссылки на расположение этого кода в других частях памяти FDS также необходимо было обновить», — объясняют в NASA.

Первая корректировка программного обеспечения прошла удачно. Команда выделила код, отвечающий за упаковку инженерных данных космического корабля, 18 апреля отправила его для загрузки в новое место памяти FDS, а 20 получила ответ. И наконец-то сообщение от «Вояджера-1» было внятным.

«Они увидели, что модификация сработала: впервые за пять месяцев они смогли проверить исправность и состояние космического корабля», — подчеркивается в сообщении.

Однако говорить об успехе «ремонта» пока рано. Дело в том, что данные о состоянии аппарата — это пока единственное, что удалось получить в читаемом формате. Теперь инженерам предстоит перенастроить другие системы и загрузить оставшиеся части кода. В том числе, отвечающие за передачу научных данных. По прогнозам, которые NASA дает сейчас, все эти операции займут как минимум несколько недель.