NASAのミスでVoyager 2との通信が途絶

 (theregister.com)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2023-08-01 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • NASAの誤ったコマンドによりVoyager 2のアンテナの向きがずれ、地球とのコマンド・データ通信ができない状態になった
  • アンテナは地球から2度外れた方向を向き、Deep Space Networkが探査機にコマンドを送ったりデータを受信したりできなくなった
  • 復旧は次回の自動姿勢再補正にかかっており、Voyager 2は年に数回姿勢を再設定し、次の予定日は10月15日である
  • Voyager 2は地球から約199億km離れ、秒速15kmでさらに遠ざかっており、今回の問題はVoyager 1には影響しない
  • 数十年前の探査機を維持することは古い車を走らせ続けることにたとえられるが、20光時以上離れた距離と160bpsの通信速度が対応を難しくしている

通信が途絶えた原因

  • NASAはVoyager 2が現在通信不能状態にあると明らかにした
  • 原因は、探査機のアンテナが地球ではない別の方向を向くよう誤って設定されたことにある
  • 発表時点でVoyager 2のアンテナは1週間以上にわたり、地球から2度外れた方向を向いていた
  • このためVoyager 2はDeep Space Network、すなわちDSNアンテナからコマンドを受け取ったり、データを送信したりできなくなった

自動再補正による復旧への期待

  • NASAは今回の問題がVoyager 2の約46年にわたる宇宙ミッションを終わらせることにはならないとみている
  • Voyager 2は年に数回、自身の位置を再補正するようプログラムされている
  • 次に予定されている位置の再設定日は10月15日である
  • NASAはVoyager 2の軌道は変わらないと予想している

Voyager 2とVoyager 1の距離

  • Voyager 2は現在、地球から約199億km、つまり123.9億マイル離れている
  • Voyager 2は毎秒約15kmの速度で地球からさらに遠ざかっている
  • 今回の通信問題はVoyager 1には影響しない
  • Voyager 1は地球からほぼ230億km、つまり149億マイル離れており、秒速17kmで移動しながら地球との通信を維持している

数十年前の探査機の保守

  • Voyager 2の電気システムは、今年初めに動作寿命を延ばすための調整が行われた
  • その手順が良い結果を出せば、Voyager 1にも同様の調整を適用する計画だった
  • Voyager 1も2022年にテレメトリの問題を経験している
    • Mission Controlに壊れた情報が送信された
    • 原因は、何年も動作していなかったコンピュータがデータを誤ってルーティングしたことだった
    • エンジニアたちは、AACSがデータを正しいコンピュータに再送するよう命令する“telesurgery”によって問題を解決した

距離と通信速度が生む制約

  • エンジニアたちはVoyager探査機を動かし続けることを古い車を走らせ続けることにたとえてきた
  • Voyagerの技術は非常に古いが今も動作しており、過去数十年の宇宙船でも同様の傾向が見られる
  • 古い車なら手作業でリアルタイムに整備できるが、Voyagerたちは地球から20光時以上離れている
  • 通信速度は低速な160bpsレベルである
  • その後の更新でVoyager 2からの信号が検出され、追加の詳細は別記事へ続く

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1件のコメント

 
GN⁺ 2023-08-01
Hacker News の意見

  • 要するに、リモートで文鎮化したようなもの。少し回転するようにコマンドを送って、そのコマンド自体は成功したものの、その後アンテナが地球を向かなくなり、追加のコマンドを受け取れなくなった
    幸い、こうした状況に備えて半年ごとに自動で地球方向へ再アラインするようになっているので、10月15日になれば本当に失ったのか分かる。いずれにせよ、原子力電池は寿命末期に近づいていて、ミッション終了もそう遠くない
    NASA のブログ記事: https://blogs.nasa.gov/sunspot/2023/07/28/mission-update-voy...

    • 以前、リモート接続中だということを忘れて eth0 down と入力してしまい、なぜ機器が応答しなくなったのか、しばらく理解できなかったことを思い出した
    • そもそもどうやって地球がどこにあるか分かるのだろう？ 深宇宙 GPSみたいなものがあるわけでもないのに、本当に見事な科学だ
      太陽を見つけて、そこから計算する方式なのかな？
    • 46年前に誰かが架空の問題に対する解決策を考えて組み込み、それを300億 km先へ打ち上げたというのが驚きだ
    • Kerbal Space Program で向きを間違えて、アンテナや太陽光パネルが変な方向を向き、通信が切れたときのことをよく思い出す

  • ファイアウォールのリモート作業をよくしていたが、一、二度自分で接続を切ってしまってから新しい習慣ができた。変更前には必ず5分後に再起動を予約して変更を巻き戻すようにしておき、接続が切れたら再起動を待ってから入り直せばよかった

    • キャリア初期に似たやり方を使ったら、かえって障害を起こした
      ホストに iptables ルールを追加する際、想定されるネットワークトラフィックを許可するルールを入れ、デフォルトポリシーを DROP に変えるスクリプトを書いた。実行前に、自分が追加したルールを消す復旧スクリプトも予約していたが、デフォルトポリシーを ALLOW に戻すのを忘れていた
      スクリプト実行直後はすべて良さそうに見えたが、5分後にポケットベルが鳴り始めた。幸いリモート電源再起動ができたので、データセンターまで車で行かずに済んだ
    • 私が働いていたところでは、Cisco ルーターで危険な作業をする前に reload 5 をかけるのが標準的な慣行だった
      Juniper では commit confirmed を使う
    • 昔は sleep 300 && init 6 を好んで使っていたが、その後 systemd のせいで init 6 で再起動をかけるのが不安定になった。少なくとも Ubuntu では、root が開いた ssh セッションを持っているとローカル再起動がトリガーされない
    • その5分のあいだ変更がうまく動作したら、再起動せずにその変更を「本番用」としてもう一度デプロイする、という感じだったのかな？
    • Windows でディスプレイ設定を変えるときに似ている
      15秒後に変更が元に戻ります…

  • 宇宙工学の話を読むたびに、備えのための備えまであることに驚く。自分の世界と比べると、計画と厳密さのレベルがまったく違う
    私はいつでも再コンパイルして再デプロイできるし、自分の仕事が生死を左右するものではないのだとよく実感する

    • 正直、ソフトウェア以外の工学の大半はそういうものだと思う。伝統的な工学分野では、免許取得につながる過程で、責任と倫理を初日から学生に叩き込む
      もちろん予算や適用分野の重要度が、常にこのレベルの余裕を許すわけではないが、少なくともそういう方向性はある。こうした考え方は何十年もの経験からも生まれている
      どういうわけか、ソフトウェア工学の世界はこうしたものへの敬意と威信をおおむね捨ててしまった
    • 人々が自分を「コンピューター医師」と呼ぶのを聞くと興味深い。私も多くの計画が必要で、失敗すれば大金がかかり得るストレスの大きい移行作業を経験したが、誰かの命が自分の指先にかかっているストレスは想像しにくい

  • こういう機器が長持ちするように作られているのを見るたびに刺激を受ける
    「かつてエンジニアたちは、探査機を動かし続けることを、古い車を走れる状態に保つことになぞらえた。技術はひどく時代遅れだが、動き続けている。これは過去数十年の宇宙機によく見られる流れだ。」
    いつか人類は、こうしたものを保守する方法そのものを忘れてしまうかもしれない

    • E. M. Forster の “The Machine Stops” を読んでみるといい。“Pump Six and Other Stories” に収録されている “Pump Six” も、こうした保守方法を忘れてしまう現実をとてもよく掘り下げている
    • そういうことにはならなさそうだ。これらのシステムは単純で、文書化もものすごくしっかりしている。運用したことのある人も多いので大丈夫だと思う
      そういうことは、大学の CubeSat みたいなところで起きそうだ
    • Foundation シリーズもこのテーマを扱っているが、書籍シリーズを薦めるのは少し難しい。TV番組が出たときに読み直してみたら、本の中の女性描写がかなり不快で、記憶ほど良くもなかった
      TV版は本とはまったく違うものになるが、個人的には良い方向だと思う。普段はそういう翻案にかなり引っかかるほうだが、最初の本を読み直した後では、むしろTV番組のほうが良いと感じた

  • おそらく再アラインされると思う。電力供給もどうせ2025年ごろに終わると予想されていた
    もちろん Klingon が今発見するなら測定できないのは残念だが、カメラは何十年も前からオフになっている

  • EEVBlog の Dave が最近、Voyager 2 と通信する施設を訪問していた
    https://www.youtube.com/watch?v=586Zn1ct-QA
    https://www.youtube.com/watch?v=vUvzgZt1Vug
    ツアーだけを収めた第3弾もある

    • 運よくカリフォルニア砂漠の Fort Irwin にある Goldstone を訪問する機会があった。一般公開が頻繁に行われる場所ではない
      70m 望遠鏡を含め、ほぼ大半を見学でき、宇宙技術オタクにとってはツアーと講演、日差しに満ちた素晴らしい一日だった
      70m アンテナは宇宙へ 450kW を送信しながら、宇宙機から届く「1ワットの10億分の1の、さらに10億分の1」レベルの信号を受信して解読しなければならないという対比が興味深い
      軍事基地にある理由の一つは、上空を管制し、送信中にアンテナの上を偶然通過する航空機を焼いてしまわないようにするためだ。正直、それを成し遂げていること自体が本当に驚異的だ
    • 2017年の動画を再投稿したもの。自分のように記憶がおかしくなったのかと思う人のために残しておく

  • 「宇宙機のアンテナが地球から2度ずれており、コマンド受信やデータ送信が不可能になったが、NASA はこの状況を一時的なものと見ている」という話で、なぜ一時的なのか気になった
    探査機に再照準機能があるのかと思ったら、原文に答えがあった
    「Voyager 2 は、アンテナが地球を向くよう年に数回、姿勢を再設定するようプログラムされている。次回の再設定は10月15日で、この時点で通信が再開されるとみられる。ミッションチームは、沈黙期間中も Voyager 2 が予定された軌道を維持すると予想している。」

    • なぜ姿勢再調整の周期がそんなに少ないのか気になる。時間のかかる手順だったり、ハードウェアに負担がかかったりして、毎日または毎月はやりたくないのだろうか？

  • 「年に数回、位置を再較正するようプログラムされており、次に予定されている再設定は10月15日だ」とのこと
    この再較正が実際にどう動作するのか気になる。説明資料があればありがたい

    • 関連して良い動画がある。ディッシュに太陽センサーがあり、最も明るい物体を見つけてそちらを向くように整列する
      https://www.youtube.com/watch?v=NbsHgE89qO4&t=340s
    • https://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/summary.html の Voyager の本から読むとよい
    • ロケット科学者ではないが、テレビアンテナなら合わせたことがある。おそらく数度ずつ回してから、地球からの信号が最も強かった方向へ戻るよう、単純にプログラムされているのだろうと想像している

  • 320億 km の距離で目標から2度ずれると、通信ビームは地球から約 11億 km 外れる
    これは約 7.4AU に相当する。いま木星と土星が地球から一直線上に並んでいるなら、地球から見て2つのガス惑星のだいたい中間あたりの距離だ。だから通信を復旧しようと、ビームを捕まえにロケットを打ち上げることもないだろう

  • 再較正がうまくいくといい。これほど長い年月が経ったあとに連絡が途絶えるのは、悲しい終わり方になりそうだ

    • その通りだが、そもそも搭載電力は2025年まで持つ程度だったので、すでに寿命の終盤にある