Mai 27, 2024

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Wie die NASA die Kommunikation mit Voyager 1, dem am weitesten entfernten Raumschiff aller Zeiten, wiederherstellte

Wie die NASA die Kommunikation mit Voyager 1, dem am weitesten entfernten Raumschiff aller Zeiten, wiederherstellte
Reisen der Voyager-Sonden der NASA

In der Weite des Weltraums, die den Menschen unbekannt ist, gibt es ein von Seinen Händen geschaffenes Objekt. Es reiste weit von der Erde entfernt.

Das ist die Studie Voyager 1Korrekt gelegen 24.000 Millionen Kilometer Es bewegt sich weiterhin jede Sekunde und bewegt sich nun außerhalb unseres Sonnensystems. Mit einer Geschwindigkeit von 61.500 Stundenkilometern.

35 Jahre nach seiner Gründung im Jahr 1977 Voyager 1 verlor Ende letzten Jahres den Kontakt zu unserem Planeten, sehr zum Entsetzen seiner Betreiber bei der NASA. Oder besser gesagt, er hatte immer noch Kontakt, aber mit Unverständliche Nachrichten und bedeutungslos aufgrund einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls ihrer Systeme.

Wissenschaftler bestätigten, dass die interstellare Sonde 1.000 AE – 1 AE ist die Entfernung von der Sonne zur Erde – im interstellaren Medium erreichte. Das ist zehnmal mehr als bei der Raumsonde Voyager. (Johns Hopkins APL)

Es war genau am 14. November 2023, als der 11 Jahre alte Stern 24 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt war und den Weltraum erkundete. Raumschiff ist ein Binärcode, eine Computersprache bestehend aus Nullen und Einsen Sie werden zur Kommunikation nutzen, Es ergab keinen Sinn mehr Für Aufgabenspezialisten, die es steuern und verschiedene Befehle senden.

Die NASA hat fünf Monate lang daran gearbeitet, ein Problem zu lösen Einer von drei Computern der alternden interstellaren Raumsonde Voyager 1, das sogenannte Flight Data System (FDS), kommuniziert nicht richtig mit einem der Subsysteme der Sonde, der sogenannten Telecommunications Unit (TMU).

Laut Experten ist FDS darauf ausgelegt, Daten von wissenschaftlichen Instrumenten und technische Daten über den Gesundheitszustand und den Zustand des Raumfahrzeugs zu sammeln. Kombinieren Sie diese Informationen dann zu einem einzigen Objekt Ein „Datenpaket“, das die TMU zur Erde zurücksendet.. Daten liegen in Form von Einsen und Nullen oder im Binärcode vor. Variable Kombinationen zweier Zahlen sind für alle Computersprachen von grundlegender Bedeutung.

Nach 5 Monaten ohne Kommunikation gelang es Voyager 1, die richtige Nachricht an die Erde zu senden (NASA)

Im November begann die TMU, ein kontinuierliches Muster aus Einsen und Nullen zu senden, als ob sie „stecken geblieben“ wäre. Nachdem andere Möglichkeiten ausgeschlossen wurdenDas Voyager-Team stellte fest, dass die Ursache des Problems das FDS war. Die Ingenieure starteten das FDS mehrmals neu, um zu versuchen, es wieder in den Zustand zu versetzen, in dem es sich vor Beginn des Problems befand, aber das Raumschiff lieferte keine verwertbaren Daten.

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Dafür brauchten die Ingenieure mehrere Wochen Erstellen Sie einen neuen Plan zur Lösung des Problems. Die Lösung der Herausforderungen, vor denen die Forschung steht, erfordert häufig Beratung Die Originaldokumente sind Jahrzehnte alt Geschrieben von Ingenieuren, die die heute auftretenden Probleme nicht vorhergesehen haben.

Darüber hinaus benötigen Befehle von Missionsleitern auf der Erde 22,5 Stunden, um Voyager 1 zu erreichen, das die äußeren Bereiche unseres Sonnensystems erkundet. Das ist Das Ingenieurteam muss 45 Stunden warten, bis es eine Antwort von Voyager 1 erhält, um festzustellen, ob ein Befehl das gewünschte Ergebnis erbracht hat.

Eine von der Voyager mitgeführte goldene Schallplatte mit einer Botschaft unserer Zivilisation an andere (NASA)

Doch am 20. April begannen die Raumsonde und ihr Zwilling Voyager 2, die beiden am längsten laufenden Raumsonden der Geschichte, verständliche Botschaften zu senden. „Voyager 1 liefert verwertbare Daten über den Zustand und Zustand seiner internen technischen Systeme“, sagte die NASA in einer Erklärung.

März, Das Voyager-1-Missionsteam der NASA schickte einen digitalen „Anstoß“ an die Raumsonde Der Weltraum veranlasst sein Flight Data Subsystem (FDS), den gesamten Speicher zur Erde zu übertragen.

Dieser Speicherauszug enthüllte Wissenschaftlern und Ingenieuren, dass der „Fehler“ das Ergebnis eines geänderten Codes auf einem einzelnen Chip war, der 3 % des FDS-Speichers ausmachte. Durch den Verlust dieses Codes waren die wissenschaftlichen und technischen Daten von Voyager 1 fünf Monate lang nicht verfügbar.

Sonden fliegen bereits in einem Raum außerhalb des Einflussbereichs unseres Sterns (NASA).

ja richtig Das NASA-Team konnte diesen Chip weder reparieren noch ersetzen, sondern lediglich den betroffenen Code an einer anderen Stelle im FDS-Speicher ablegen. Obwohl kein Speicherblock groß genug ist, um diesen Code vollständig aufzunehmen, konnte das Team ihn in Segmente aufteilen und diese Blöcke separat speichern.

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Dazu müssen Sie auch die entsprechenden Speichersegmente reparieren, sodass das Hinzufügen dieses beschädigten Codes nicht dazu führt, dass diese Segmente einzeln oder als Ganzes zusammenarbeiten. Darüber hinaus müssen die NASA-Mitarbeiter sicherstellen, dass alle Verweise auf den Speicherort des geänderten Codes aktualisiert werden.

Am 18. April 2024 begann die Gruppe, Code an ihren neuen Speicherort im FDS-Speicher zu senden. Dies ist eine sehr schwierige Aufgabe, da es 22,5 Stunden dauert, bis ein Funksignal die Distanz zwischen Erde und Voyager 1 zurücklegt, und weitere 22,5 Stunden, um ein Signal von der Raumsonde zu empfangen.

Bild des Saturn und seiner Monde Tethys und Dione, aufgenommen von Voyager 1 am 3. November 1980 (NASA)

Jedoch, Am Samstag, den 20. April, bestätigte das Team, dass der Wechsel funktioniert hatte. Zum ersten Mal seit fünf Monaten konnten Wissenschaftler mit Voyager 1 kommunizieren und seine Position überprüfen. In den nächsten Wochen wird das Team an der Feinabstimmung der restlichen FDS-Software arbeiten und sich zum Ziel setzen, die Teile des Systems wiederherzustellen, die für die Verpackung und Rückgabe lebenswichtiger wissenschaftlicher Daten von außerhalb der Grenzen des Sonnensystems verantwortlich sind.

Offensichtlich, Korrosion in einem Chip verhinderte, dass Computer von Datensystemen auf einen wichtigen Teil des Softwarecodes zugreifen konnten Die Verpackungsinformationen werden für die anschließende Übertragung zur Erde verwendet. Nach Angaben der NASA wurde das Problem dadurch gelöst, dass der betroffene Code an andere Speicherorte im Speicher der Studiencomputer verschoben wurde.

Glücklicherweise ist Voyager 2 immer noch betriebsbereit und kommuniziert gut mit der Erde. Beide Raumschiffe sind die einzigen von Menschenhand geschaffenen Objekte, die den Weltraum außerhalb des Einflusses der Sonne erkunden.

Flugbahnen der Raumsonden Voyager 1 und 2 (NASA)

Die Erforschung des Weltraums ist über die von der Sonne ausgestoßene Gasblase, ein Feld, das als Heliosphäre bekannt ist, hinaus fortgeschritten. Das geschah im Jahr 2012, und nun reisen sie durch den interstellaren Raum, der die Magnetfelder von Gas, Staub und anderen Sternen enthält.

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Voyager 1 Es verließ die Erde am 5. September 1977, wenige Tage nach seiner Schwestersonde Voyager 2.

Die Hauptmission der Zwillingsraumsonde bestand darin, die Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zu untersuchen, eine Aufgabe, die sie 1989 abschloss, woraufhin sie in den Weltraum in Richtung des Zentrums unserer Galaxie befördert wurden.

Voyager 2 im Kennedy Space Center in Florida, 4. August 1977. (AP Photo/NASA)

Voyager 2, Vorbeiflüge an Uranus und Neptun funktionieren immer noch normal, nachdem sie mehr als 20,3 Milliarden Kilometer von unserem Planeten entfernt sind.