Alexandra Ferguson
(CNN) – Per la prima volta in cinque mesi, gli ingegneri della NASA hanno ricevuto dati decifrabili dalla Voyager 1 dopo aver trovato una soluzione innovativa per risolvere un problema di comunicazione a bordo della navicella spaziale più distante dell'universo.
La Voyager 1 si trova attualmente a circa 15 miliardi di miglia di distanza e la sonda, che ha 46 anni, ha mostrato diverse peculiarità e segni di invecchiamento negli ultimi anni.
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L'ultimo problema riscontrato dalla Voyager 1 è apparso per la prima volta nel novembre 2023, quando il modulo di modulazione della telemetria del sistema dei dati di volo ha iniziato a inviare uno schema di codice ripetitivo che non poteva essere decifrato.
Il sistema di dati di volo della Voyager 1 raccoglie informazioni dagli strumenti scientifici della navicella e le combina con dati ingegneristici che riflettono il suo attuale stato di salute. Il controllo missione sulla Terra riceve tali dati sotto forma di codice binario o una stringa di uno e zero.
Ma da novembre, il sistema dei dati di volo della Voyager 1 è rimasto bloccato. Sebbene negli ultimi mesi la sonda abbia continuato a inviare un segnale radio stabile alla squadra di controllo della missione sulla Terra, il segnale non trasportava alcun dato utilizzabile.
Il 20 aprile il team della missione ha ricevuto i primi dati concreti sullo stato di salute e sulle condizioni dei sistemi tecnici della Voyager 1. Sebbene il team stia ancora esaminando i dati, tutto ciò che ha visto finora indica che la Voyager 1 è intatta e funziona correttamente.
“Oggi è stata una giornata fantastica per Voyager 1”, ha dichiarato sabato Linda Spilker, scienziata del progetto Voyager presso il JPL. “Siamo di nuovo in contatto con la navicella spaziale. Non vediamo l'ora di ricevere i dati scientifici.
La svolta è stata il risultato di un ingegnoso processo di tentativi ed errori e della risoluzione di un enigma che ha portato il team a un unico chip.
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Risolvere problemi a miliardi di chilometri di distanza
Dopo aver scoperto il problema, il team della missione ha tentato di inviare comandi per riavviare il sistema informatico della navicella e ottenere maggiori informazioni sulla causa principale del problema.
Il 1° marzo, il team ha inviato un comando chiamato “poke”, una piccola “spinta” alla Voyager 1 per fare in modo che il sistema dei dati di volo eseguisse varie sequenze di programmazione nella speranza di scoprire la causa del guasto.
Il 3 marzo, il team ha notato che l’attività in una parte del sistema dei dati di volo si distingueva dal resto dei dati confusi. Sebbene il segnale non fosse nel formato che il team della Voyager è abituato a vedere quando il sistema dei dati di volo funziona come previsto, un ingegnere della Deep Space Network della NASA è riuscito a decodificarlo.
La Deep Space Network è un sistema di antenne radio sulla Terra che aiuta l'agenzia a comunicare con le sonde Voyager e altri veicoli spaziali che esplorano il nostro sistema solare.
Il segnale decodificato includeva la lettura dell'intera memoria del sistema dei dati di volo.
Esaminando la lettura, il team ha determinato la causa del problema: il 3% della memoria del sistema dei dati di volo era danneggiato. Un chip responsabile della memorizzazione di parte della memoria del sistema, inclusi alcuni codici di programma del computer, non funziona correttamente. Sebbene la causa del guasto del chip sia sconosciuta, si ritiene che potrebbe essere usurato o essere stato esposto a una particella energetica proveniente dallo spazio, secondo il team.
La perdita del codice sul chip ha reso inutilizzabili i dati scientifici e ingegneristici della Voyager 1.
Poiché non c'era modo di riparare il chip, il team ha scelto di archiviare il codice interessato per il chip altrove nella memoria del sistema. Anche se non sono riusciti a trovare un posto abbastanza grande per memorizzare tutto il codice, sono riusciti a dividerlo in sezioni e memorizzarlo in posti diversi all'interno del sistema dei dati di volo.
“Affinché questo piano funzionasse, hanno dovuto modificare anche quelle sezioni di codice per garantire, ad esempio, che continuassero a funzionare nel loro insieme”, secondo l'aggiornamento della NASA. “È stato inoltre necessario aggiornare eventuali riferimenti alla posizione di questo codice in altre parti della memoria (del sistema dei dati di volo).”
Dopo aver determinato il codice necessario per i pacchetti di dati tecnici della Voyager 1, il 18 aprile gli ingegneri hanno inviato un segnale radio alla sonda per indirizzare il codice verso una nuova posizione nella memoria del sistema.
A causa dell'enorme distanza della Voyager 1 dalla Terra, occorrono circa 22,5 ore affinché un segnale radio raggiunga la sonda e altre 22,5 ore affinché un segnale di risposta dalla navicella raggiunga la Terra.
Il 20 aprile, il team ha ricevuto una risposta dalla Voyager 1 che indicava che la modifica del codice era riuscita e che potevano finalmente ricevere nuovamente dati tecnici leggibili dalla sonda.
I membri della squadra di volo della Voyager festeggiano dopo aver ricevuto i primi dati coerenti dalla Voyager 1 in cinque mesi presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA il 20 aprile. Fonte immagine: NASA/JPL-Caltech
Esplorazione dello spazio interstellare
Nelle prossime settimane, il team continuerà a trasferire altre parti interessate del software del sistema, comprese quelle responsabili della restituzione di preziosi dati scientifici raccolti da Voyager 1.
Lanciate nel 1977, la Voyager 1 e la sua gemella Voyager 2 furono inizialmente progettate per durare cinque anni e sono le navicelle spaziali operative più longeve della storia. La loro vita eccezionalmente lunga significa che entrambi i veicoli spaziali hanno fornito ulteriori informazioni sul nostro sistema solare e oltre dopo aver raggiunto i loro obiettivi iniziali di volare intorno a Giove, Saturno, Urano e Nettuno decenni fa.
Oggi le sonde si avventurano in regioni cosmiche inesplorate lungo i confini più remoti del sistema solare. Entrambi si trovano nello spazio interstellare e sono gli unici veicoli spaziali che operano al di fuori dell'eliosfera, la bolla di campi magnetici e particelle del Sole che si estende ben oltre l'orbita di Plutone.
La Voyager 2, che funziona normalmente, ha percorso più di 20,3 miliardi di chilometri dal nostro pianeta. Nel corso del tempo, entrambi i veicoli spaziali hanno incontrato problemi imprevisti e periodi di mancanza di comunicazione, incluso un periodo di sette mesi nel 2020 in cui Voyager 2 non è stata in grado di comunicare con la Terra.
Nell'agosto 2023, il team della missione ha utilizzato la tecnologia “urlante” di lunga durata per ripristinare le comunicazioni con la Voyager 2 dopo che un comando ha inavvertitamente puntato l'antenna della navicella nella direzione sbagliata.
Il team stima che i dati scientifici della Voyager 1 saranno disponibili tra poche settimane e sono ansiosi di vedere cosa contengono.
“Non sappiamo mai con certezza cosa accadrà alla Voyager, ma non smetto mai di stupirmi del fatto che stiano ancora facendo progressi”, ha affermato Susan Dodd, project manager della Voyager. “Abbiamo riscontrato molte anomalie e stanno diventando sempre più difficili. Ma finora abbiamo avuto la fortuna di riprenderci. La missione continua. Giovani ingegneri si uniscono al team della Voyager e contribuiscono con le loro conoscenze per far avanzare la missione.”
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