4 апреля 2024 г. Лаборатория реактивного движения JPL отчиталась о результатах поиска неисправности американского аппарата Voyager 1, запущенного в 1977 году и в настоящее время летящего в межзвездной среде на расстоянии 163 а.е. (24.4 млрд км) от Солнца.
Проблема возникла 14 ноября 2023 г., когда аппарат перестал передавать на Землю осмысленные данные. Voyager 1 поддерживал ориентацию и продолжал принимать и исполнять команды с Земли, но ни служебной телеметрии, ни данных научной аппаратуры в сигнале с борта не было – аппарат передавал раз за разом одну и ту же непонятную последовательность нулей и единиц.
12 декабря JPL сообщила, что причиной проблемы кроется в компьютере полетных данных FDS. Эта специализированная ЭВМ отвечает за формирование кадра данных, который поступает затем в устройство модуляции TMU и уходит с радиосигналом на Землю. FDS имеет блок памяти объемом 16384 двухбайтных слов, собранный из отдельных микросхем по 256 слов, который содержит рабочую программу и данные. На КА Voyager 2 один такой чип отказал в самом начале полета.
Компьютер FDS для КА Voyager
Вообще-то на борту установлены два дублированных FDS, и напрашивалось переключение на другой комплект. Однако в августе 2022 г. при возникновении на Voyager 1 предыдущей неисправности JPL напомнила, что один из компьютеров формирования телеметрии «прекратил работать годы назад», так что этот простой вариант уже не годился. (Мне не удалось найти описание отказа FDS-B, есть только дата, когда это произошло: 6 октября 1981 г. Таким образом, уже 42 года работает только FDS-A.)
В выходные 9-10 декабря 2023 г. на борт ушла команда на перезапуск работающего FDS, однако ситуация не изменилась. Стало ясно, что предстоит более сложный путь: считывание памяти FDS, сличение с эталоном, поиск причины отказа и устранение ее или обход. А если учесть, что ныне работающую программу FDS писали в 1989 году, запустили в 1990-м и с тех пор не трогали… или вы найдете людей, которые еще помнят, как это делается, или придется самим корпеть над документацией полувековой давности!
Да, и в качестве отягчающего обстоятельства: Voyager 1 ушел от Солнца и Земли уже почти на целые световые сутки! Радиосигнал в одну сторону идет 22.5 часа, обмен сигналами занимает 45 часов. Выдашь команду в понедельник – результат узнаешь в среду. А если команда была ошибочной – будешь разгребать последствия неделю, не меньше.
В общем, мучительный процесс «допроса» неисправного аппарата продолжался три месяца. 1 марта в адрес FDS ушла команда проверить разные ветки алгоритма, и 3 марта инженеры проекта приняли иной набор данных, нежели в предшествовавшие недели. Официальный рассказ об этом от 13 марта столь фееричен, что заслуживает дословной передачи: «Новый сигнал был все еще не в том формате, который использовал Voyager 1, когда FDS работал должным образом, так что наша команда поначалу не понимала, что из него можно извлечь. Однако один инженер Сети дальней связи, которая управляет радиоантеннами для связи с обоими «Вояджерами» и другими КА… сумел расшифровать новый сигнал и обнаружил, что он содержит дамп всей памяти FDS». Произошло это, согласно отчету, 10 марта, то есть знающий специалист нашелся, но через неделю и в другой организации!
Очередное сообщение было опубликовано 4 апреля. Команда прочла дамп памяти и установила, что около 3% ее повреждена. Несложно видеть, что 3% от 8192 как раз и составляют одну микросхему на 256 слов памяти, то есть на первом «Вояджере» на 47-м году полета произошло то же самое, что на втором случилось на 34-й день после старта. Причина отказа микросхемы неизвестна – быть может, ее прошила классическая тяжелая заряженная частица, но более вероятно, что чип «умер» своей смертью, переработав установленный срок более чем десятикратно.
Теперь инженеры уверены, что смогут восстановить нормальную работу FDS, не обращаясь более к отказавшей микросхеме. Надо просто переписать программу, не используя соответствующие адреса, но с учетом дефицита профильных специалистов это «может занять недели или даже месяцы». И тогда Voyager 1 сможет вновь передавать уникальные данные о состоянии межзвездной среды.
Напарник его пока работает штатно.
Автор: Liss
