سرنوشت غم انگیز سربازی که از چهل سال پیش در دورترین نقاط دنیا در حال خدمت است - وبلاگ رویال درام

به گزارش وبلاگ رویال درام، وویجر 1 هنوز زنده است و با بیش از 24 میلیارد کیلومتر فاصله از زمین، در اعماق کیهان پیشروی می نماید. بااین حال، مسئله ای کامپیوتری مانع از آن شده است که تیم ماموریت روی زمین بتواند اطلاعات بیشتری از شرایط یکی از قدیمی ترین فضاپیماهای ناسا به دست آورد.

به گزارش وبلاگ رویال درام ، نقص کامپیوتری در 14 نوامبر رخ داد و بر توانایی وویجر 1 در ارسال داده های دورسنجی، مانند میزان گیری های ابزارهای علمی فضاپیما یا اطلاعات مهندسی اولیه درباره نحوه عملکرد کاوشگر تاثیر گذاشت. درنتیجه، تیم ماموریت اکنون از پارامترهای اصلی مربوط به سامانه های پیش رانش، برق یا کنترل فضاپیما اطلاعی ندارد.

به نقل از زومیت، سوزان داد، مدیر پروژه وویجر در آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا (JPL)، در مصاحبه با ارزتکنیکا گفت: اگر ارتباط با وویجر 1 را بازیابی کنیم، بزرگ ترین معجزه رقم خواهد خورد. قطعا تسلیم نشده ایم. وظایف دیگری وجود دارد که می توانیم امتحان کنیم؛ اما این جدی ترین کار از زمانی است که مدیر پروژه بوده ام.

داد در سال 2010 مدیر پروژه ماموریت وویجر ناسا شد و بر کادر کوچکی از مهندسان مسئول اکتشاف بشر در فضای میان ستاره ای نظارت می نماید. وویجر 1 دورترین فضاپیمای تاریخ است که با سرعت تقریبا 61٬155 کیلومتر بر ساعت (17 کیلومتر بر ثانیه) از خورشید دور می گردد.

وویجر 2 که 16 روز قبل از وویجر 1 در سال 1977 پرتاب شد، به میزان دوقلویش از ما دور نیست. این فضاپیما مسیر کم شتاب تری را در منظومه شمسی پیمود و از کنار مشتری، زحل، اورانوس و نپتون عبور کرد؛ درحالی که وویجر 1 در هنگام رویارویی با زحل سرعت گرفت تا فضاپیمای همزاد خود را پشت سر بگذارد.

در چند دهه گذشته، ناسا ابزارهای وویجر را به مطالعه پرتوهای کیهانی، میدان مغناطیسی و محیط پلاسما در فضای میان ستاره ای اختصاص داده و دوربین های فضاپیماها را خاموش نموده است. هردو کاوشگر از محدوده هلیوپاز فراتر رفته اند؛ جایی که جریان ذرات ساطع شده از خورشید با محیط میان ستاره ای روبرو می گردد.

درحال حاضر، هیچ فضاپیمای عملیاتی دیگری وجود ندارد که فضای میان ستاره ای را کاوش کند. کاوشگر نیوهورایزنز ناسا که در سال 2015 از کنار پلوتون گذر کرد، در مسیر رسیدن به محیط میان ستارگان واقع شده است؛ اما تا پیش از دهه 2040 وارد آنجا نخواهد شد.

پیشرفته ترین فضاپیمای 50 سال پیش

تازه ترین مشکل وویجر 1 در زیرسیستم داده های پرواز (FDS) نهفته است که یکی از سه کامپیوتر موجود در فضاپیما در کنار کامپیوتر مرکزی برای فرماندهی و کنترل است. کامپیوتر دیگر، بر کنترل موقعیت و جهت گیری فضاپیما نظارت می نماید.

زیرسیستم داده های پرواز مسئول جمع آوری داده های علمی و مهندسی از شبکه حسگرهای فضاپیما و سپس ترکیب اطلاعات در یک بسته داده واحد در کد باینری (مجموعه ای از صفر و یک) است. سپس قطعه جداگانه ای به نام واحد مدولاسیون تله متری، بسته داده را به وسیله آنتن بشقابی 3.7 متری وویجر به زمین می فرستد.

به گفته ناسا، در ماه نوامبر بسته های داده ارسال شده به وسیله وویجر 1، الگویی تکرارشونده و بی معنی از صفر و یک را آشکار کردند. مهندسان JPL سه ماه گذشته را صرف تشخیص علت مشکل کردند و اکنون داد می گوید تیم مهندسی با اطمینان 99.9 درصد می تواند بگوید که مشکل از FDS است. به نظر می رسد کامپیوتر وویجر در فریم بندی داده ها دچار مشکل است.

به باور تیم ماموریت، محتمل ترین شرح برای مشکل، خرابی حافظه در FDS است. بااین حال به علت خاموشی کامپیوتر، مهندسان به داده هایی که بتواند آن ها را به کشف منشاء مشکل راهنمایی کند، دسترسی ندارند. داد گفت: احتمالا مشکل جایی در حافظه FDS است. اما بدون دورسنجی نمی توانیم ببینیم که خرابی حافظه کامپیوتر کجا است.

زیرسیستم داده های پرواز در زمان ساخت در پنج دهه پیش، یک نوآوری در رایانش محسوب می شد. FDS اولین کامپیوتر روی یک فضاپیما بود که از حافظه فرار استفاده کرد. به گفته داد، هر فضاپیمای وویجر با دو کامپیوتر FDS پرتاب شد؛ اما زیرسیستم پشتیبان وویجر 1 در سال 1981 ازکار افتاد.

تنها سیگنالی که مهندسان زمینی وویجر 1 از نوامبر دریافت نموده اند، موج حامل است که دراصل به تیم می گوید فضاپیما هنوز زنده است. هیچ نشانه ای از مسائل عمده دیگر وجود ندارد و تغییرات در مدولاسیون سیگنال حامل نشان می دهد که وویجر 1 درحال دریافت فرمان های ارسالی از زمین است.

کوشش برای نجات

تیم زمینی وویجر میخواهد در چند هفته آینده، دستوراتی را برای وویجر 1 بفرستد تا قسمتی را که حافظه خراب احتمالی کامپیوتر FDS در آن واقع شده است، جدا کند. یکی از ایده ها شامل تغییر کارکرد کامپیوتر به حالت های مختلف، مانند پارامترهایی عملیاتی است که FDS در هنگام پرواز وویجر 1 از کنار مشتری و زحل در سال های 1979 و 1980 استفاده کرد. مهندسان امید دارند که این انتقال به حالت های مختلف داده بتواند تعیین کند که چه بخشی از حافظه FDS به اصلاح احتیاج دارد.

بااین حال، انجام چنین کاری بسیار پیچیده تر از آن است که در ظاهر به نظر می رسد. قبل از هر چیز، حالت های داده ای که مهندسان می خواهند فعال نمایند، در بیش از 40 سال گذشته مورد استفاده قرار نگرفته اند. از دهه ها پیش هیچ کس فکر نمی کرد که چنین کاری را با کامپیوتر داده های پرواز وویجر انجام دهد.

وویجر 1 و 2 درمقایسه با سایر فضاپیماهای ناسا، تیم ماموریت کوچک تری دارد. کمتر از 12 نفر معمولا در ماموریت وویجر مشغول به کار هستند. این تعداد از زمانی که مشکل کامپیوتر در ماه نوامبر ظاهر شد، اندکی افزایش یافته است. داد گفت: بسیاری از افراد وویجر از جهان رفته اند. کسانی که فضاپیماها را ساختند، دیگر زنده نیستند. ما مجموعه ای از مستندات نسبتا خوب داریم؛ اما بسیاری شان روی کاغذ هستند؛ درنتیجه برای دستیابی به اسناد باید حفاری های باستان شناسی انجام دهیم.

تصور کنید که کتابچه راهنمای کاربر یک ماشین عتیقه را زیرورو می کنید. صفحات فرسوده کتاب احتمالا درحال پوسیدگی هستند. این تقریبا همان چیزی است که بعضی مهندسان وویجر که در زمان آغاز ماموریت هنوز به جهان نیامده بودند، درحال تجربه اش هستند.

هرچند افزونگی، خصوصیت محبوب مهندسان است، آن ها هنگام کار با وویجرها دیگر امکان بهره گیری از آن را ندارند؛ بدین معنا که ازکارافتادن هر بخش خاصی از فضاپیما می تواند سرانجام ماموریت را رقم بزند. هر دو فضاپیما از باتری های هسته ای استفاده می نمایند که هر ساله با کاهش منابع انرژی پلوتونیم شان دراثر واپاشی، برق کمتری فراوری می نمایند در اواخر دهه 2020، کاهش دسترسی به برق ناسا را مجبور خواهد نمود تا آغاز به خاموش کردن ابزارهای هر دو فضاپیما کند.

اغلب ماموریت های مدرن ناسا برای کاوش منظومه شمسی، دارای شبیه سازهای زمینی هستند تا مهندسان، دستورات و رویه ها را پیش از ارسال به فضاپیمای واقعی روی آن ها آزمایش نمایند. این امر می تواند خطاهای دستوری را که ممکن است ماموریت را درمعرض خطر قرار دهند، آشکار کند.

اما به گفته داد، فرمان دادن به وویجرها سخت است؛ زیرا آن ها هیچ نوع شبیه سازی برای آزمایش دستورات ندارند.

ما هیچ شبیه ساز سخت افزاری و نرم افزاری ای نداریم. هیچ شبیه سازی با FDS وجود ندارد. هیچ سخت افزاری موجود نیست که بتوانیم قبل از ارسال، آن را روی زمین امتحان کنیم. درنتیجه این محدودیت موجب می گردد که مهندسان محتاط تر شوند و بین فرمان دهی صحیح و پذیرفتن ریسک تعادل برقرار نمایند.

وقتی زمان ارسال دستورات بیشتر به منظور کوشش برای نجات وویجر 1 فرابرسد، اپراتورهای JPL باید بیش از 45 ساعت در انتظار دریافت پاسخ بمانند. فاصله بسیار زیاد فضاپیما در آسمان جنوبی از زمین، ناسا را مجبور می نماید تا از بزرگ ترین آنتن 70 متری در سایت ردیابی شبکه فضای دوردست در استرالیا که یکی از پرتقاضاترین آنتن های شبکه است، استفاده کند.

داد گفت: نرخ داده ها بسیار پایین است و این ناهنجاری موجب می گردد که درعمل دورسنجی نداشته باشیم. ما به نوعی تیر در تاریکی می اندازیم؛ زیرا از شرایط فضاپیما اطلاع نداریم.

درنهایت اگر وویجر 1 نتواند پیروز گردد چه؟ این کاوشگر بسیار فراتر از انتظار طراحان عمل نموده است و هرچند سرانجام ماموریت آن دور از انتظار نیست، تیم ماموریت نمی خواهد به چنین چیزی فکر کند و باور دارد که می تواند شرایط را بهبود دهد. بااین حال، حتی اگر زمان وداع با وویجر 1 و رهاکردن آن در فضا فرابرسد، می توانیم مطمئن باشیم که میراث آن از قبل قاطعانه در کتاب ها، قلب ما و در تاریخ تثبیت شده است.

5858