NASAのVoyager 1、地球への技術アップデート送信を再開

 (blogs.nasa.gov)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-04-23 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

  • NASAの宇宙探査機Voyager 1が、5か月ぶりに再びVoyager 1の状態に関するデータを受信し始めた。次の段階は、探査機が科学データの送信を再開するようにすること。Voyager 1とその双子の探査機であるVoyager 2は、恒星間空間（星と星の間の空間）を飛行した唯一の探査機である。

  • Voyager 1は2023年11月14日から、読み取り可能な科学・エンジニアリングデータを地球へ送るのを停止していたが、ミッション管制官たちは探査機が依然としてコマンドを受信し、正常に動作していることを確認できていた。3月、JPLのVoyagerエンジニアリングチームは、問題が探査機に搭載された3台のオンボードコンピューターのうち1台であるFDS（Flight Data Subsystem）に関連していることを特定した。FDSは、科学・エンジニアリングデータを地球へ送信する前にパッケージ化する役割を担う。

FDSメモリ問題の解決プロセス

  • チームは、FDSメモリの一部とFDSコンピューターのソフトウェアコードの一部を保存する単一チップが動作していないことを発見した。このコードの喪失により、科学・エンジニアリングデータが利用できなくなっていた。

  • チップを修理できなかったため、チームは影響を受けたコードをFDSメモリの別の場所に配置することを決定した。しかし、影響を受けたコード全体を保存できるほど大きな単一の場所はなかった。

  • そこで、影響を受けたコードをセクションに分割し、FDSの異なる場所に保存する計画を立てた。この計画を機能させるには、コードの各セクションを調整し、全体として引き続き機能するようにする必要があった。

  • FDSメモリの他の部分にある、そのコードの位置に対する参照も更新する必要があった。

  • チームはまず、探査機のエンジニアリングデータをパッケージ化するコードを選別することから始め、4月18日にFDSメモリの新しい場所へ送信した。

  • Voyager 1までは約22.5時間かかり、地球へ再び信号を送るのにさらに22.5時間かかる。

  • 4月20日に探査機からの応答を受けた際、修正がうまく機能したことを確認した。5か月ぶりに初めて探査機の状態を確認できた。

  • 今後数週間にわたり、チームはFDSソフトウェアの他の影響を受けた部分を再配置し、調整する予定である。これには、科学データの返送を再開する部分も含まれる。

  • Voyager 2は引き続き正常に動作している。46年前に打ち上げられた双子のVoyager探査機は、史上最も長く運用され、最も遠くに到達した探査機である。恒星間探査を始める前に、両探査機とも土星と木星を通過し、Voyager 2は天王星と海王星も通過した。

GN⁺の意見

  • Voyager 1号が打ち上げから46年を経てもなお地球と通信し、任務を遂行している点は驚異的です。これはNASAの宇宙探査技術力とVoyagerプログラムの成功を示す好例です。
  • ただし、46年前の技術で作られたシステムである以上、ハードウェア障害が発生するのは避けられないように思われます。今後もこうした問題が発生する可能性は高そうです。NASAはこれに対する備えを進めておくとよいでしょう。
  • Voyager 1号は太陽系を離れ、恒星間空間を探査しています。今後Voyager 1号が送ってくるデータを通じて、私たちがまだ知らない宇宙の秘密が明らかになることを期待します。特に恒星間物質の組成や宇宙線（Cosmic Ray）などについて、新たな事実が明らかになるかもしれません。
  • Voyagerプログラムの成功を受けて、NASAはさらに遠い宇宙を目指す探査計画を立てています。太陽系外の恒星間空間を探査するInterstellar Probeプロジェクトが進行中であり、Voyagerの経験はこのプロジェクトに大いに役立つでしょう。

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-04-23
Hacker Newsのコメント

  • このプレスリリースは内容も驚きだが、文体も素晴らしい
    わずか7段落で、チームが技術的問題をどう解決したのかを簡潔かつわかりやすく伝えている点が印象的だ

    • 読みながら同じことを思った。短いのに細部を落とさず、一貫した文章スタイルも保っている
      ほかのウェブサイトも大半がこうであってほしい。SEOとGoogleが世界を悪くした面は大きい
    • SEO最適化コンテンツから離れると、こういう文章になる
      軍隊式の哲学に近い文化的要素もありそうだ。元軍のエンジニアたちと働くと、コミュニケーションの仕方にそれが表れるし、技術報告書やメモを書くのも一つの技能だ

  • Voyagerの旅路には、今なおとても美しい何かがある
    いつか人類が本当の恒星間種族になったとしても、追跡を続けていてほしい。データはもう有用ではないかもしれないが、3000年の社会に「Voyagerが今どこにいるかを見る :)」みたいなツールがあって、その軌跡と人類の植民地の位置を見比べられると想像すると素敵だ

    • 子孫たちが、速度をまったく変えないままその周囲に博物館を建てるかもしれない
    • 遠い未来のSFであれ現実であれ、宇宙飛行士たちが新しい推進システムを試しながらVoyager 1に向かって飛び、あまりにも簡単に追いついてしまう場面を想像したことがある
      近づくほど、窓の外の古代の探査機がだんだん大きくなっていって……
    • Star Trekで、Voyagerが何かの終末マシンと衝突して作られたことがなかったっけ？
    • 電源はどれくらい長く持つのか、わかっているのかな？

  • 探査機のあらゆる資源を絞り出し、毎年動かし続けるやり方は驚異的な成果で、心地よく目眩がするほどだ
    こういう種類の保守ノウハウが決して失われないことが重要だ。このチームが探査機にあればよかったと思う電子設計が、新しい設計に反映されるといい

    • どこで見た見出しかは忘れたが、今でも笑える。「Voyager: お願いだから死なせてくれ。NASA: だめだ」
    • 何を移し、何を置き換えたのか文書があるのか探してみたい
      たぶん「十分な」空間はあったのだろう。すでに停止したシステムを制御していた、今では任務に関係のないプログラムがあったはずだから。それでも、正確に何を捨てたのか知りたい。本当にすごい仕事だ

  • Voyagerは何世代ものエンジニアにとってインスピレーションであり続けてきた
    携わったすべての方々に祝福と感謝を送る。最近私が設計した手術ロボットにもVoyagerに触発された秘密のイースターエッグを入れ、みんなの署名を刻んだ金メッキのプレートを付けて、サプライズのクリスマスプレゼントとして一人ずつ配った

    • いいね。作った手術ロボットについて、もっと話してもらえる？

  • あの写真に写っていた顔ぶれが、素晴らしいドキュメンタリー https://www.itsquieterfilm.com/ に出ていた顔ぶれと同じで驚いた
    Voyagerは2027年まで持つかもしれない

    • 少し運が良ければ、Voyagerはそこからさらに10年持つかもしれない
      「2025年以降は科学データの収集が難しくなる可能性が高いが、工学データはさらに数年間戻ってくるかもしれない。2機のVoyager宇宙船は、地球へ信号を送る電力がどれだけ残るか次第で、2036年ごろまでDeep Space Networkの範囲内にとどまれる可能性がある。」
      https://voyager.jpl.nasa.gov/frequently-asked-questions/
      そして1万5000年後には、もしかするとこんなことが起きるかもしれない: https://www.sbnation.com/a/17776-football
    • 本当に心温まる映画だ。Voyagerミッションの作業の話を聞くたび、もっと大きなチームがいて、単一障害点も少ないのだろうと思っていたが、そうではなかった
    • 特定の地域の外では購入したり観たりする方法がないように見える。たぶん米国限定なのだろうが、本当に残念だ
    • ドキュメンタリーが出てからまだ2年も経っていないので、ほとんど同じ人たちが残っているはずだ。ただ、Jefferson Hallは見当たらない

  • 「無線信号が地球から150億マイル、つまり240億km以上離れたVoyager 1に到達するのに約22.5時間かかり、信号が地球に戻るのにもさらに22.5時間かかる」
    本当に遅いフィードバックループだ。CIでテストするためにリポジトリへコードをpushしなければならないときでさえイライラするのに

    • 今日のインターネット速度が普段の1/100くらいで、火星にあるマシンへリモート接続している気分だ
    • 無線信号1回でどれくらいデータを送れるのだろう？ TCP/IPではない気がする
    • テスト反復用のローカル機材が何台かあるといいのだが
    • Avian Carriers上のIPよりpingが悪いものもあるんだな

  • 使っているコンピュータが気になるなら: https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_program#Computers_and_...
    16/18ビットのカスタムアーキテクチャ、4k/8kワード、全体で約9/18KB規模だ。別の資料では250kHzクロック、約8KIPSとされている

  • 「地球から150億マイル、つまり240億km以上離れた Voyager 1 に無線信号が届くまで約22.5時間かかり、信号が地球に戻るのにさらに22.5時間かかる」
    22.5光時離れた場所まで到達するのに46年かかった計算になる

    • だからこういう惑星ウォークは昔から大好きだった: https://en.wikipedia.org/wiki/Sagan_Planet_Walk
      太陽系の惑星写真や太陽系そのものの画像は、たいてい縮尺が合っていない。こういう道を歩くと、すべてがどれほど大きいのか少し実感できるし、特に道沿いの惑星も縮尺どおりならなおさらそう思う。太陽系でさえほとんどは空っぽで、月までの距離ですらミクロに感じられるほどだ
      こういう道を歩くのと同じではないが、https://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem....も似た感覚を与えてくれる。インターネット上では難しいが、辛抱強く手動スクロールせず、右下の小さな「c」だけを使えば光速でスクロールされる
      ちなみに https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System_model もある

  • 45年前のハードウェアが今もなおソフトウェアアップデートを受けている。Apple は JPL の近くなのだから、誰か自転車で行ってどうやっているのか見てきてくれないか？

    • 問題は計画的陳腐化だ: https://en.wikipedia.org/wiki/Planned_obsolescence
      Apple は明らかに、長く使えて部分的に継続して修正・更新できるモジュール式デバイスを作れるはずだ。しかし、ユーザーが望む形で更新できるモジュール式デバイスを売るより、数年ごとに新しいスマートフォンを売りつけるほうがはるかに利益になる。部品や接続規格が標準化されれば、バッテリーや画面のようなサードパーティ市場も健全化しうる
      デバイスははるかに長持ちし、価格はずっと低くなり、環境にも想像できないほど良いだろうが、Apple の儲けは減り、政府の GDP 成長率も下がるだろう。だから当然ひどいアイデアだ、という結論になる
    • 10億ドルかければ、何十年も持つ単一のデバイスも作れそうだ
    • ついでに劣化する電源装置の扱い方も学んできてほしい
    • 現在の iOS 17 は 2018年製品の iPhone XS と互換性がある
      大多数の人が4年もたたずに買い替える技術製品において、6年サポートはかなり長いほうだ。そして細かいことを言えば、Apple は北カリフォルニアの Cupertino にあり、JPL は Los Angeles にあるので、自転車で行くにはかなり遠い
    • JPL は Altadena にあり、Apple は SF Bay Area にある

  • 打ち上げ当時も今も、本当に驚異的な工学的成果だ
    現在の目的が何なのか知っている人はいるだろうか？ 実際に積極活用している何かがあるのか、それとも単に「驚くべきことが起きるか見守る」に近いのか気になる

    • 磁力計と荷電粒子検出器は今でも動作している
      そのため、銀河磁場、宇宙線、星間空間のガスを測定している。結果はおおむね予測どおりだが、太陽の影響圏の正確な境界は、Voyager 1 と 2 がそれぞれ2012年と2018年に越えてからようやく確認された。それ以外では、基本的に太陽がまだそこにあり、宇宙が非常に空っぽだということを確認しているようなものだ
      Voyager が観測できる期間内に星間ガス密度が変わると期待している人はあまりいないと思うが、すぐ分かるだろう。追記すると、早まって言いすぎた。最近の Voyager の測定で密度変化が発見された: https://www.jpl.nasa.gov/news/as-nasas-voyager-1-surveys-int...