Die NASA weiß, warum Voyager 1 nicht mehr funktioniert, aber es wird einige Zeit dauern, das Problem zu beheben

Ingenieure haben herausgefunden, warum die NASA-Sonde Voyager 1 seit fast fünf Monaten unverständliche Informationen übermittelt, was Hoffnungen auf eine Bergung des am weitesten entfernten Raumschiffs der Menschheit weckt.

Voyager 1, das etwa 15 Milliarden Meilen (24 Milliarden Kilometer) von der Erde entfernt unterwegs war, begann am 14. November damit, unlesbare Daten an Bodenkontrolleure zu senden. Ungefähr vier Monate lang wusste die NASA, dass Voyager 1 noch am Leben war, und sendete weiterhin ein stetiges Signal. Aber er konnte nichts entschlüsseln, was er sagte.

Um ihre Hypothese zu bestätigen, bestätigten Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Kalifornien, dass ein kleiner Teil des beschädigten Speichers das Problem verursachte. Die fehlerhafte Speicherbank befindet sich im Flight Data System (FDS) von Voyager 1, einem von drei Computern auf dem Raumschiff. Das FDS-System arbeitet mit einem zentralen Befehls- und Kontrollcomputer und einem weiteren Gerät zusammen, das die Lage- und Signalsteuerung überwacht.

Zu den Aufgaben des FDS gehört das Verpacken der wissenschaftlichen und technischen Daten von Voyager 1 für die Übertragung zur Erde über die Telemetrie-Modulationseinheit und den Funksender des Fahrzeugs. Nach Angaben der NASA sind etwa 3 Prozent des FDS-Speichers beschädigt, sodass der Computer nicht mehr normal funktionieren kann.

Der Optimismus wächst

Susan Dodd, NASA-Projektmanagerin für die beiden Voyager-Sonden, sagte Ars im Februar, dass dies eines der schwerwiegendsten Probleme sei, mit denen die Mission jemals konfrontiert war. Und das will etwas heißen, denn Voyager 1 und 2 sind die langlebigsten Raumschiffe der NASA. Sie wurden 1977 im Abstand von 16 Tagen gestartet, und nach Vorbeiflügen an Jupiter und Saturn fliegt Voyager 1 weiter von der Erde weg als jedes andere Raumschiff in der Geschichte. Voyager 2 liegt etwa 2,5 Milliarden Meilen hinter Voyager 1 zurück, obwohl die beiden Sonden das Sonnensystem in unterschiedliche Richtungen verlassen.

Normalerweise versuchen Ingenieure, die Fehlfunktion eines Raumfahrzeugs zu diagnostizieren, indem sie die Daten analysieren, die es zur Erde zurücksendet. Dies war ihnen in diesem Fall nicht möglich, da Voyager 1 Datenpakete sendete, die ein wiederkehrendes Muster aus Einsen und Nullen zeigten. Das Bodenteam der Voyager 1 identifizierte jedoch FDS als wahrscheinliche Ursache des Problems.

Das Aviation Data Subsystem war eine Innovation in der Informatik, als es vor fünf Jahrzehnten entwickelt wurde. Es war der erste Computer in einem Raumschiff, der flüchtigen Speicher nutzte. Die meisten NASA-Missionen laufen repetitiv ab, sodass jedes Voyager-Raumschiff mit zwei FDS-Computern gestartet wird. Doch das FDS-Backup auf Voyager 1 scheiterte 1982.

Aufgrund des Alters der Voyager mussten Ingenieure auf Papierdokumente, Memos und Diagramme zurückgreifen, um die Details des Raumschiffdesigns zu verstehen. Nach Monaten des Brainstormings und der Planung schickten die JPL-Teams Anfang März einen Befehl, um die Raumsonde zu veranlassen, eine Auslesung des FDS-Speichers zu senden.

Es funktionierte und Voyager.1 antwortete mit einem anderen Signal als dem Code, den die Raumsonde seit November gesendet hatte. Nach mehreren Wochen sorgfältiger Prüfung des neuen Codes identifizierten die Ingenieure die fehlerhaften Speicherorte.

„Das Team vermutet, dass ein Chip, der für die Speicherung eines Teils des betroffenen Teils des FDS-Speichers verantwortlich ist, nicht funktioniert.“ Das sagte die NASA in einem Update Veröffentlicht am Donnerstag. „Ingenieure können die Ursache des Problems nicht genau bestimmen. Zwei Möglichkeiten bestehen darin, dass der Chip von einem energiereichen Teilchen aus dem Weltraum getroffen wurde oder dass er nach 46 Jahren einfach abgenutzt ist.“

Die Entfernung von Voyager 1 von der Erde erschwert die Fehlerbehebung. Die einfache Reisezeit für ein Funksignal, um Voyager 1 von der Erde aus zu erreichen, beträgt etwa 22,5 Stunden, was bedeutet, dass Ingenieure auf der Erde etwa 45 Stunden brauchen, um herauszufinden, wie das Raumschiff auf ihre Befehle reagiert.

Die NASA muss auch ihre größten Kommunikationsantennen verwenden, um mit Voyager 1 zu kommunizieren. Diese Antennen mit einem Durchmesser von 230 Fuß (70 m) sind bei vielen anderen NASA-Raumfahrzeugen sehr gefragt, sodass das Voyager-Team mit anderen Missionen um Zeit für die Fehlerbehebung konkurrieren muss. Das bedeutet, dass es einige Zeit dauern wird, bis Voyager 1 wieder in den Normalbetrieb übergeht.

„Obwohl es Wochen oder Monate dauern kann, sind die Ingenieure optimistisch, dass sie einen Weg finden können, FDS ohne unbrauchbare Speichergeräte normal zu betreiben, was es Voyager 1 ermöglichen wird, wieder wissenschaftliche und technische Daten zu liefern“, sagte die NASA.