Rozszyfrowano transmisję z Voyagera 1. Wystarczyło cofnąć się w czasie

Voyager 1 już od 46 lat przemierza przestrzeń kosmiczną. Początkowo jego zadaniem było poznać bliżej inne planety i wewnętrzną część Układu Słonecznego. Dotarł do Jowisza i Saturna (Voyager 2 miał więcej szczęścia i odwiedził wszystkie cztery gazowe i lodowe giganty). W 1990 roku wykonał swoje ostatnie zdjęcie i rozpoczął fazę badania otoczenia układu planetarnego.

Również na tym etapie eksploracji osiągnął wiele, ale efektów nie dało się już przedstawić jako zdjęć, a grafiki pokazujące jak wygląda nasz Układ Słoneczny w dużej skali z perspektywy międzygwiezdnego otoczenia. W 1998 roku Voyager 1 stał się najodleglejszym pojazdem kosmicznym wysłanym przez człowieka i wciąż dzierży to miano. Prawdopodobnie jeszcze długo żadna inna sonda nie przejmie pałeczki pierwszeństwa.

Infografika z 2013 roku wskazująca na najważniejsze etapy w misjach sond Voyager 1 i 2 (fot: NASA)

Rok 2012 uznaje się za moment, gdy Voyager 1 wleciał w przestrzeń międzygwiezdną. Nie jest to jednak do końca precyzyjne określenie, bo jak się przekonaliśmy z czasem, Układ Słoneczny obejmuje znacznie większą przestrzeń niż przypuszczano kilkadziesiąt lat temu.

Voyager 1 od czterech miesięcy nie dogadywał się z Ziemią

Dziś Voyager 1 znajduje się w odległości 24,3 miliarda kilometrów od Ziemi. To prawie 163 razy dalej niż odległość Ziemia - Słońce. Gdy wyślemy do niego sygnał, odpowiedź nadchodzi nie wcześniej niż po 22 godzinach i 34 minutach. Przez wiele lat, pomimo stopniowego wyłączania kolejnych instrumentów badawczych, Voyager 1 odpowiadał Ziemi w zrozumiały sposób.

Po lewej moduł FDS, w którym kryje się prawdopodobnie problem z sondą Voyager 1, po prawej cyfrowy napęd taśmowy sondy. (fot: NASA)

W listopadzie 2023 stacja nasłuchowa DSN odebrała niezrozumiały ciąg zer i jedynek. Nie była to pierwsza w ostatnich latach przygoda Voyagera 1 - już w 2022 roku i to nie jednokrotnie pojawiły się problemy z poprawnością wysyłanych danych, których rozwiązanie zajęło wiele miesięcy. Wydawało się, że z obecną awarią zaprawiony już w naprawie odległej sondy zespół poradzi sobie szybciej.

Jednak mijały tygodnie i miesiące, a sonda wciąż nadsyłała coś czego nie dało się w żaden sposób przetłumaczyć. Stopniowo do kontroli misji zaczął docierać fakt, że Voyager 1 to sonda zbudowana w latach 70. XX wieku, wykorzystująca technologie, które pamiętają jeszcze początki programu Apollo. Z oprogramowaniem sprzed ery komputerów PC. I co gorsza coraz więcej osób, które budowały Voyagery już odeszło.

Obejrzyj w

Dokumentacja sondy powstała w roku 1974 i choć brzmi to absurdalnie, nie każdy jest dziś w stanie dobrze ją zinterpretować. Można powiedzieć, że dla większości ludzi działanie Voyagera 1 jest tajemnicą. W przeciwieństwie do innych sond, które obecnie wysyłamy w kosmos, Voyager 1 nie ma swojej kopii na Ziemi, na której dałoby się sprawdzić efekt wydawanych komend i dostosować je tak, by rzeczywiście przyniosły efekt.

Cud, który może uratować Voyagera, to nawiązanie do dawnych czasów

Jeszcze niedawno wydawało się już, że tylko cud uratuje Voyagera 1 przed odejściem w niepamięć, bo kontakt z sondą, która transmituje dane, ale niezrozumiałe, tak należałoby potraktować. Jednak 1 marca zdecydowano się na podjęcie jeszcze jednej próby odzyskania Voyagera 1. A ma ona związek z dawnymi czasami, gdy w języku Basic stosowano komendy POKE, by wymusić zmianę zawartości danej komórki pamięci. Jeśli pamiętacie czasy ośmiobitowych komputerów, słynne kody POKE pozwalały zmodyfikować kod gry, by uzyskać w niej nieśmiertelność i inne korzyści. Teraz odpowiednik takiego polecenia został wysłany na Voyagera 1, by zmusić go do zrozumiałej odpowiedzi.

To co złego dzieje się na Voyagerze 1 ma związek z podsystemem kontroli danych lotu (FDS, Flight Data Subsystem) i błędnie funkcjonującymi modułami pamięciowymi. Współpracuje on z jednostką TMU (Telemetry Modulation Unit), która przygotowuje i nadaje komunikaty na Ziemię z wykorzystaniem 3,7-metrowej anteny sondy.

I tak się stało. Dwa dni później odebrano zaszyfrowaną transmisję, którą udało się rozszyfrować i odkryto w niej zapis pamięci modułu FDS, dane telemetryczne i naukowe. Wydaje się, że Voyager 1 jest w dobrym stanie jak na kosmicznego staruszka i wciąż zbiera informacje, ale „zapomniał” jak je odpowiednio zakodować i wysłać na Ziemię. Problem z sondą nie został jeszcze definitywnie rozwiązany, ale pojawiło się jasne światełko w tunelu, wskazujące na pomyślne zakończenie.

Co dalej? Sytuacja jeszcze nie jest w pełni opanowana

Teraz kontrola misji dysponuje transmisją, która jest zrozumiała, i może ją porównać z niezrozumiałymi przekazami, by wykryć powody dziwnego zachowania sondy od czterech miesięcy. Problemy sprzed ponad półtora roku miały związek z błędami w aktualizacji oprogramowania sondy. Oprogramowanie poprawiano ponownie i być może znowu popełniono błąd. Być może wszystkie problemy z Voyagerem 1 mają związek z faktem, że jest to tak stara konstrukcja, że coraz mniej osób jest w stanie dobrze ogarnąć jej działanie.

Walka o przywrócenie Voyagera 1 do zdrowia wydaje się być niezrozumiała dla osób, które wszystko traktują w kategoriach opłacalności. Wszak radioizotopowe generatory termoelektryczne zainstalowane na wysięgniku sondy mają zapewniać energię jeszcze tylko przez kilkanaście miesięcy dla instrumentów naukowych. Sonda zamilknie prawdopodobnie za około dekadę. Warto jednak walczyć o nią, bo jest to nie tylko wspaniałe dziedzictwo, ale wciąż ważny instrument naukowy. Nawet sama sonda, nadająca prosty sygnał odpowiedzi na komunikat z Ziemi, gdy inne instrumenty przestaną już funkcjonować.

Źródło: NASA, inf. własna