240億公里外的奇蹟!NASA隔空修好47歲太空船,「航海家一號」在太陽系外繼續執勤

2024-06-18 17:10

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藝術家描繪的航海家一號。(NASA)

藝術家描繪的航海家一號。(NASA)

以240億公里締造人類史上飛行距離紀錄的「航海家一號」,去年11月因為太空船的記憶體發生故障、無法再傳回有意義的觀測數據。然而在NASA工程師的不懈努力之下,這艘1977年發射升空的老爺太空船竟然「起死回生」,13日宣告繼續在太陽系外執行觀測任務。

1977年9月5日在佛羅里達州卡納維爾角升空的無人太空船「航海家一號」(Voyager 1),原先的任務目標是探測木星與土星及其衛星與環,但這次任務恰巧碰上176年一遇的行星排列,只需要簡單的航道修正就能藉助行星引力進行加速,僅需12年時間就能在木星與土星之外加碼造訪天王星及海王星(原本需要30年時間),所以將原本預計只有5年壽命的「航海家一號」任務不斷加碼。

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不料這位「航海家」頭好壯壯,一口氣就飛了將近47年,甚至成為第一個離開太陽系的人造飛行器。「航海家一號」早在1979與1980年就成功探測了木星與金星,1990年在冥王星附近拍攝了著名的地球照片「暗淡藍點」(The Pale Blue Dot),並在2012年8月25日脫離太陽系。它所回傳地球的每一則數據,都為人類了解太陽系外的未知領域提供寶貴訊息。

「航海家」開始胡言亂語

去年11月,「航海家一號」連續運轉40.8萬小時的「飛行資料系統」(FDS)電腦中有1台出現問題,用來儲存包括FDS程式的部分記憶體似乎損壞,造成「航海家一號」回傳地球的二進位代碼只是無意義的0與1堆疊,不再帶有任何實際訊息,儘管「航海家一號」仍可接收並執行地球發送的指令,但地球卻收不到「航海家一號」的觀測資訊,等於實際上退出任務」。

「航海家」探測計畫的負責人表示,「航海家一號」執行任務的時間遠遠超出最初使命,比歷史上任何其他太空船都要長壽,出現問題完全在意料之中。不過NASA實驗室的工程師們不願放棄這位老戰友,他們反覆分析後判斷,「航海家一號」發送訊號錯亂的原因是記憶體老化或者遭到宇宙射線破壞,由於不可能隔空更換硬體,他們透過重新編寫程式碼,將其儲存在其他沒問題的記憶體中。

相隔45小時才知道結果的艱難維修

這件事最麻煩的一點,是所有從地球發出的指令都要花22.5小時才能到達太空船,太空船的回應也要花22.5小時才能返回地球。此外,「航海家一號」使用電腦與程式語言過於老舊,工程師們只能參考幾十年前編寫的手冊並反覆核對,直到今年4月「航海家一號」首次傳回太空船上兩台儀器的觀測數據,終於確認這個修復方法確實有效。NASA團隊繼續傳送與調整程式碼,確認太空船上的4台觀測儀器都可正常運作,工程師們還對計時軟體進行同步、並且維護測量等離子體波的磁帶記錄器。

在漫長的太空旅途中,其實「航海家一號」的大部分設備已相繼失去效用。像是1990年2月「航海家一號」拍攝了回望64億公里外地球的「暗淡藍點」照片後,就徹底關閉相機,如今太空船上的10組觀測設備僅剩觀測等離子體波動、磁場和粒子的4組儀器能夠正常運作。最麻煩的是,「航海家一號」的放射性同位素(鈽-238)供電設備隨時可能壽終正寢,NASA預測,「航海家一號」將在2025到2030年之間與地球徹底失聯,由於沒有空氣阻力,屆時將保持既有速度繼續飛往太空深處。

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