NASA、Voyager 2との全面通信を再開
(jpl.nasa.gov)- NASAは、アンテナの向きの誤りで途絶えていたVoyager 2との全面通信を2023年8月4日に再開し、科学データとテレメトリデータの受信も再び始まった
- 通信障害は、7月21日に送信した計画コマンドによってアンテナが地球から2度ずれてしまったことで発生し、コマンド受信とデータ送信の両方が妨げられた
- Deep Space Networkは複数のアンテナでまず搬送波信号を捉え、探査機の生存と軌道を確認したが、信号が弱くデータの復元まではできなかった
- CanberraのDSN施設は、123億マイル、199億km以上離れたVoyager 2に恒星間の「shout」コマンドを送り、片道の光の伝播時間だけで18.5時間を要した
- コマンド成功の確認には37時間が必要で、8月4日午前12時29分 EDTからデータが戻り、探査機が正常に動作し、予想軌道を維持していることが確認された
アンテナ方向の誤りで途絶えた通信
- 2023年7月21日、NASAがVoyager 2に送った一連の計画コマンドにより、意図せずアンテナが地球から2度ずれた
- この変化により、Voyager 2はNASA Deep Space Network、すなわちDSNの地上アンテナと通信できなくなった
- 探査機が送るデータがDSNに到達しなかった
- 地上管制チームのコマンドも探査機に届かなかった
- 当時、Voyager 2は地球から123億マイル、199億km以上離れていた
弱い搬送波信号で先に確認した生存状態
- 2023年8月1日、DSNは複数のアンテナを使ってVoyager 2の搬送波信号を検出した
- 搬送波信号は、探査機がデータを地球へ送る際に使う信号である
- 信号があまりに弱くデータを抽出することはできなかったが、Voyager 2が動作を続け、予想軌道を維持していることは確認された
- ミッションチームは当初、Voyager 2が10月中旬にアンテナを地球へ向けると見込んでいたが、その前にコマンドを送って向きを戻すことにした
- DSNアンテナを使ってVoyager 2にアンテナ回転コマンドを「shout」方式で送信した
- この中間的な試みが失敗した場合は、10月の探査機の自動方向再設定を待つ計画だった
Canberra DSNの「shout」コマンドと通信復旧
- 2023年8月4日、NASAはVoyager 2との全面通信を再確立した
- オーストラリア・CanberraのDSN施設が、地球から123億マイル、199億km以上離れたVoyager 2に、恒星間の「shout」に相当するコマンドを送った
- このコマンドは、Voyager 2が再び姿勢を整え、アンテナを地球へ向けるよう指示するものだった
- このコマンドがVoyager 2に到達するまでの片道の光の伝播時間は18.5時間で、ミッション管制チームが成功の可否を知るまでには37時間かかった
- 8月4日午前12時29分 EDT、Voyager 2は科学データとテレメトリデータの送信を再開した
- 探査機は正常に動作している
- 予想軌道を引き続き維持している
自動方向再設定は予備の復旧手段
- Voyager 2は、アンテナが地球を向くよう毎年複数回方向再設定を行うようプログラムされている
- 次の再設定は10月15日に予定されており、この手順によって通信が再開されると見込まれていた
- ミッションチームは、通信空白期間中もVoyager 2が計画された軌道を維持すると見ていた
Voyagerミッションと関連情報
- Voyager 1は地球からほぼ150億マイル、240億km離れており、正常動作を続けている
- NASA Jet Propulsion LaboratoryがVoyager探査機を製造し、運用している
- Voyagerミッションは、ワシントンのScience Mission Directorate内のHeliophysics Divisionが支援するNASA Heliophysics System Observatoryの一部である
- Voyager探査機に関する追加情報はNASA Voyagerで確認できる
1件のコメント
Hacker News のコメント
Voyager 関連のニュースには、「ふう」という専門用語がまさにぴったり来る瞬間のように感じる
70年代初めに生まれ、Voyager たちは私の人生の大半のあいだ飛び続けていた。記事で Voyager を見るといつもクリックしてしまう、一種の基準点のような存在だ
いつかは私と同じように最終的には止まるのだろうけれど、それまでは前へ、さらに遠くへ進み続けてほしい。70年代の技術でこんな驚異的なものを作り、今なお私たちを驚かせている NASA と JPL の人々に敬意を表したい
最悪の場合でも、宇宙機が10月までアンテナを誤った方向に向けたままになり、その時点で再び通信を回復したはずだ。Voyager プログラムで似たような通信途絶が起きるのは今回が最後でもないし、以前アンテナ整備のために数か月間停止してから再び交信したときも、宇宙機は無事だったと記憶している
こうしたことが繰り返されないよう、MOPS 手順は見直す必要がある。通常は、宇宙機と似た運用条件のシミュレータや複製機器で先にコマンドを実行し、破壊的な動作をしないか確認するのが標準的な慣行だ。それでも最初にタイトルを見たときから「笑」くらいの感覚で、宇宙機に長期的な問題が生じるとは思っていなかった
はるか彼方で「私たちはここにいた」と宣言するかのように存在し続けている事実が、不思議と自分の有限性についても気持ちを楽にしてくれる
この「呼びかけ」が通じなかった場合に備えた計画もあったので、少なくとも2つの手段があり、1つ目がうまくいったということだ。半世紀と地球から 200億 km を経てもまだ動いているのは驚きだ
Voyager 2 の工学は本当にすばらしい。Voyager の背後にあるさまざまな工学要素を深く扱った良い本やドキュメンタリーがあるのか気になる
EEVblog 1547 (Part 1) - Contacting the Voyager 2 Space Probe: https://www.youtube.com/watch?v=586Zn1ct-QA
EEVblog 1547 (Part 2) - PINGing the Voyager 2 Space Probe!: https://www.youtube.com/watch?v=vUvzgZt1Vug
EEVblog 1547 (Part 3) - Tour of the NASA Canberra Deep Space Communications Complex: https://www.youtube.com/watch?v=vfZz4EnhJBE
https://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/Descanso4--Voyager_n...
より大きな出版物シリーズの一部なので、こちらも興味深いかもしれない
https://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/summary.html
その中に「Voyager - The Flying Computer Center」という章がある [2]。コンピュータとソフトウェアを高いレベルで概観し、異なる3種類のプロセッサがそれぞれ二重化されていて、18ビットおよび16ビットのマシンだったと説明している。1970年代初頭のミニコンピュータに近いレベルだ
Voyager のコンピュータを扱った良い発表もオンラインにある [3]。この2つの資料を超えて、コンピュータハードウェア自体に関する詳細なアーキテクチャ、命令セット、電子回路、ソフトウェア一覧のような公開資料はほとんどないと理解している。推測だが、18ビットマシンは OBP/AOP/NSSC 系列 [4] とかなり似ているものの、同一ではなさそうだ
Voyager の豆知識をひとつ加えると、打ち上げ時にはなかった機能を入れるため、飛行中にコンピュータを再プログラムしている。たとえば、当初の想定より多くの画像を地球へ送るための新しい 画像圧縮アルゴリズムが追加された
[1] https://history.nasa.gov/computers/contents.html
[2] https://history.nasa.gov/computers/Ch6-2.html
[3] https://www.youtube.com/watch?v=H62hZJVqs2o
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/NSSC-1
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/The_Farthest
https://www.amazon.com/NASA-Voyager-Owners-Workshop-Manual/d...
はるか遠い未来に人類が恒星間航行をできるようになったら、まだ飛び続けているVoyager 1や2を発見して回収し、その時代の私たちがどんな存在だったのかを学び、子どもたちに語って聞かせるのかもしれない、と思う
NASAによれば、「2機の宇宙船のどちらかが別の恒星に接近するまでには、少なくとも4万年かかる」とのこと
これらのプロジェクトが、8トラックテープが音楽媒体としてカセットより優勢だった1972年、つまり50年以上前に始まったというのは驚き
探査機は飛行データとセンサーデータをテープに記録し、その後、定期的に地球へ送信する。2022年時点でもテープドライブはまだ動作しているようだ [1]
[1] https://space.stackexchange.com/a/15291
資金が割り当てられるか、正しい軌道に間に合うよう載せられる時間があるかも、ぎりぎりだった
ソフトウェアは複雑さのせいで、50年以上動くものを作るのがずっと難しくなっているのではないかと心配になる。長期的に潜んでいたオーバーフローバグや、遅いメモリリークのような問題が起きる確率が大きな障害になりそうだ
この「呼びかけ」が正確には何で構成され、どのように実行されたのか、もっと詳しい説明があるのか気になる
https://www.abc.net.au/news/2023-08-05/nasa-restores-contact...
CSIROのTidbinbillaのウェブサイトを見ていれば、後でまとまった情報が出てくるかもしれない。Voyagerとの通信はすべてTidbinbillaを経由するので、いわば最も直接的な情報源だ
https://www.csiro.au/en/news/All/Articles/2023/August/Voyage...
Voyager送信機の有効角度がどの程度なのか、知っている人がいるのか気になる
信号の中心は地球の横を約6,900万km外れていて、地球の公転軌道の直径の20%ほどだった
違いは有効受信角度だったはずで、出力を上げることで応答を受け取れたようだ
地球上の誰かがVoyagerのどれかと通信を始めて、パラメータを変えるのを何が防いでいるのか気になる
今でもこういうものを作れるのだろうか？ 私の携帯電話は1年以上もてば運がいいほうだ
今どきのハードウェアが50年もつとしても、そのころには対話する方法に関する知識がとっくに失われていそうな気がする。コードやファームウェアの一部はプロプライエタリだろうし、契約業者が潰れたらそこで終わりになりそうだ
Voyager並みの品質基準で宇宙船を作る能力は間違いなくある。2023年型のGalaxyスマートフォンに8億ドルを費やすつもりがあるなら、Samsungも喜んで協力してくれる可能性が高い
携帯電話が1年で壊れるなら、それは確実に携帯電話よりもユーザー側の問題だ。ほとんどの人の携帯電話はもっと長く使える。数年後にアップデートが打ち切られると不満を言うのを見ても、その証拠の一部にはなる
今日のほとんどのハードウェアは、そこまで長くもつことを期待されていないし、たとえもったとしても、あまり意味がない場合が多い。50年間進歩がなかったのでない限り、誰も50年前の医療機器を欲しがらない。25年前のコンピューターも一般消費者にとってはほとんど価値がない。小さな画面の簡単なワープロとタイプライターを組み合わせたデジタルタイプライターを、本当に使いたいのかも考えものだ
長期の科学目的のものは、家庭で使うものとは異なる基準、異なる制約、異なる種類の可動部品を前提に作られる。特に極限環境を考慮する場合はなおさらだ。こういうものは企業より寿命の長い政府、大学、機関が作ることが多く、そうでない場合でも、会社が閉鎖されたときに別の場所が科学研究用機器を使えるようにする法律を作ることはできる
さらに、誰もがVoyagerはずっと前に寿命を迎えると思っていたはずだ。50年後にも偶然動いている冷蔵庫のような幸運な事故に近いと思う
でも、そういう目的のために木星近くのどこかに深宇宙DRMサーバーを置くのはどうだろう？ 正しいサブスクリプションなしには特定の機能を有効化できず、小惑星採掘機を動かせないようにする、という具合に ;-)
昔のようには作られていないという話は、古い技術記事が上がるたびに繰り返されていて、もうかなりうんざりだ
私たちはこのくらい長くもつように設計された技術を作ることができるし、実際に作ってもいる。ただ、私たちの大半がそうした要件や優先順位を持つ仕事をしていないだけだ
CRUD API、データパイプライン、携帯電話を50年以上もたせる理由はなく、そうすることはそのプロジェクトの実際の目標にはむしろ有害になり得る
New Horizonsがどれくらい長くもつかを見ればよさそうだ。ただしVoyagerたちははるか前に出発しているので追いつくのは難しく、放射性同位体熱電発電機も最終的には枯渇する