在数月乱码之后,“旅行者1号”再次良好通信

美国宇航局科学家花费数月时间,诱导已运行46年的“旅行者1号”宇宙飞船恢复健康通信

Artist's rendering of Voyager in space

在这张艺术家概念图中,美国宇航局的“旅行者1号”宇宙飞船正在星际空间或恒星之间的空间中旅行,它于2012年进入星际空间。

NASA/JPL-Caltech

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在经历了几个月来自人类最遥远使者的胡言乱语般的传输之后,美国宇航局标志性的“旅行者1号”宇宙飞船终于再次与地球进行清晰的通信。

“旅行者1号”于1977年发射升空,在短短几年内飞掠木星和土星,并从此一直远离我们的太阳;该探测器于2012年进入星际空间。但在2023年11月中旬,“旅行者1号”的数据传输变得混乱,导致美国宇航局的工程师们开始缓慢地对这艘遥远的宇宙飞船进行故障排除。最终,这项工作得到了回报,美国宇航局于4月22日宣布,他们已获得关于探测器健康状况和状态的清晰信息。

“这是我担任项目经理以来遇到的最严重的问题,这很可怕,因为你会失去与宇宙飞船的通信,”美国宇航局喷气推进实验室的“旅行者”项目经理苏珊娜·多德在接受《大众科学》采访时说,当时团队仍在追踪问题。


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“旅行者1号”宇宙飞船是一个科学传奇:它发现木星的卫星木卫一远非像我们自己的卫星那样是一个死寂的世界,而是一个超级火山世界。该探测器的数据表明,土星的卫星土卫六可能在其表面存在液体。十多年来,“旅行者1号”让科学家们得以一窥太阳影响范围之外的空间景象。

然而,它在恶劣太空环境中的漫长岁月已经对探测器造成了损害,该探测器最初的设计寿命仅为四年。特别是,性能下降和电力供应不足迫使美国宇航局关闭了其10个仪器中的6个,并且其通信变得更加断断续续,这甚至无法用宇宙力学意味着信号需要近一个地球日才能在人类和探测器之间传播来解释。

当最近的通信故障在去年秋天发生时,科学家们仍然可以向遥远的探测器发送信号,并且他们可以判断宇宙飞船正在运行。但是他们从“旅行者1号”得到的所有信息都是乱码——美国宇航局在2023年12月描述为“一个重复的1和0的模式”。该团队能够将问题追溯到航天器计算机系统的一个部分,称为飞行数据子系统或FDS,并确定该系统内的一个特定芯片已发生故障。

任务人员无法修复芯片。然而,根据美国宇航局的说法,他们能够将保存在故障芯片上的代码分解成碎片,并将它们塞进FDS内存的备用角落。第一个此类修复程序于4月18日传输到“旅行者1号”。由于地球到宇宙飞船的往返总距离为300亿英里,该团队不得不等待近两天才能收到探测器的响应。但在4月20日,美国宇航局确认最初的修复程序有效。据该航天机构称,计划在未来几周内发送额外的命令,以重写FDS系统其余丢失的代码,包括将恢复航天器发送科学数据回家能力的命令。

尽管目前看来“旅行者1号”正在好转,但美国宇航局的科学家们知道它不会永远持续下去。迟早会发生他们无法修复的故障,或者宇宙飞船日益减少的燃料供应将彻底耗尽。在此之前,美国宇航局决心从这艘古老的宇宙飞船及其孪生兄弟“旅行者2号”(它在2023年早些时候也经历了通信故障)中获取尽可能多的数据。

梅根·巴特尔斯是一位常驻纽约市的科学记者。她于2023年加入《大众科学》,现在是该杂志的高级新闻记者。此前,她在Space.com担任作家和编辑超过四年,并在《新闻周刊》担任科学记者近一年,专注于太空和地球科学。她的作品也曾发表在《奥杜邦》、《鹦鹉螺》、《天文学》《史密森尼》等出版物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学的科学、健康与环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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