Os objetos mais distantes criados por humanos são executados em computadores com menos memória do que fotografias comuns de telefones.
De acordo com o espectro IEEE, Cada um dos principais sistemas de computador da Voyager 1 tem cerca de 69,63 kilobytes de memóriaAproximadamente comparável a uma miniatura pequena e fortemente compactada. Quase cinco décadas após o lançamento, esse hardware da década de 1970 ainda recebe e transporta comandos da Terra. É um quadro que complica a suposição usual de que problemas mais difíceis sempre exigem mais poder computacional.
Uma observação sobre o enquadramento: somos escritores e jornalistas, não engenheiros aeroespaciais ou especialistas em missões. Lemos os relatórios e a cobertura técnica da NASA sobre o programa Voyager, e não uma avaliação de engenharia independente.
Voyager 1 é o que realmente está acontecendo
A nave espacial não depende de um único computador. Possui três sistemas informáticos principais, todos concebidos na década de 1970, cada um responsável por uma parte diferente da missão.
D Subsistema de comando do computador Interpreta instruções da Terra e gerencia o sequenciamento da espaçonave e a proteção contra erros. O subsistema de dados de voo coleta e empacota dados científicos e de engenharia antes da transmissão. O subsistema de Controle de Atitude e Articulação controla a orientação da espaçonave e ajuda a manter suas antenas apontadas para a Terra.
Juntos, esses sistemas executam missões com memória medida em quilobytes em vez de gigabytes.
A arquitetura também incluía hardware redundante, o que permitia que outra unidade ou componente assumisse o controle caso alguma parte da espaçonave falhasse. Esse backup foi intencional por design. Como explica a gerente de projeto da Voyager, Suzanne Dodd Uma espaçonave que foi “projetada com quase tudo redundante. Ter duas espaçonaves – há uma redundância aí”. Os principais sistemas e muitos componentes críticos são duplicados para que a missão possa continuar após uma falha.
Mas essa redundância tem limites. A Voyager 1 carregava originalmente dois computadores com sistema de dados de voo. seu backup FDS falhou em 1981Deixe a espaçonave dependente das unidades restantes.
Resolvendo peças defeituosas Qualquer pessoa que dirigiu um carro velho por longos períodos de sua vida útil conhece a versão curta. Reduza isso quase cinco décadas e mais de 24 bilhões de quilômetros e você terá a realidade operacional da máquina mais distante já criada.
Cinco meses para recuperar dados de engenharia
Em 14 de novembro de 2023, a Voyager 1 começou a enviar um padrão repetitivo de absurdos e zeros em vez de informações científicas e de engenharia utilizáveis. A espaçonave ainda estava recebendo comandos e parecia saudável, mas seu sistema de dados de voo não conseguia mais empacotar adequadamente as informações que deveria transmitir.
Um comando de diagnóstico enviado em março de 2024 produziu uma leitura de memória que permitiu aos engenheiros localizar áreas danificadas. NASA chegou a tal decisão Cerca de 3 por cento da memória FDS é desperdiçadaProvavelmente porque um único chip de memória falhou.
A empresa disse que o chip pode ter sido danificado por uma partícula poderosa vinda do espaço ou pode ter se deteriorado após mais de 46 anos de operação.
O reparo se enquadra nas mesmas restrições que tornam a Voyager tão notável. A cientista do projeto Voyager, Linda Spilker, colocou isso claramente: “O tamanho da memória foi o maior desafio nesta discrepância.”
O chip com falha continha a parte do software responsável pelo empacotamento dos dados, mas não havia um único pedaço intacto de memória grande o suficiente para armazenar todo esse código. Os engenheiros, portanto, quebraram-no em pedaços menores e procuraram por partes não utilizadas da memória onde cada pedaço pudesse ser armazenado.
Eles liberaram espaço O processo de identificação e a espaçonave em modo de dados não são mais necessários. Alguns foram feitos para partes de missões planetárias que terminaram há décadas.
A primeira seção transposta do código foi transmitida em 18 de abril de 2024. Chegou à Voyager cerca de 22,5 horas depois. Em 20 de abril, a espaçonave retornou dados de engenharia legíveis pela primeira vez em mais de cinco meses.
Considere o que ele precisa. Uma equipe na Terra diagnosticou uma possível falha de hardware em um computador a mais de 24 bilhões de quilômetros de distância e depois reescreveu seu software para contornar a memória danificada. Cada teste significativo levou cerca de dois dias para ser confirmado e não houve possibilidade de testar fisicamente ou tocar na máquina.
Construído para o desconhecido, não para o esperado
Seria fácil transformar a Voyager numa história simples sobre como os engenheiros melhoraram as coisas na década de 1970. Uma leitura mais cuidadosa sobre formas de pensar, em vez de peças únicas de hardware.
O gerente do projeto da Voyager, John Cassani, disse durante o lançamento A equipe “não os projetou para durar 30 ou 40 anos, nós os projetamos para não falharem”.
Essa distinção é importante. Projetar algo para não falhar significa presumir que as peças individuais acabarão por falhar. Isto significa criar rotas alternativas, duplicar sistemas e criar flexibilidade suficiente para que os engenheiros possam responder a problemas que ainda não podem ser previstos.
Essa flexibilidade é exatamente o que o 2024 Repair usou. Os engenheiros que dividiam e migravam o software afetado estavam usando a pequena margem de memória deixada por pessoas que não sabiam qual seria a emergência final. Eles simplesmente sabiam que o fracasso era possível e que as naves espaciais precisavam de espaço para sobreviver.
A Voyager está agora tão velha que cada intervenção acarreta riscos crescentes. Dodd disse Que “as decisões que teremos de tomar no futuro exigirão muito mais análise e cautela do que antes”.
O que o reparo mostrou não foi que o hardware da Voyager fosse invencível. As peças já falharam antes e irão falhar ainda mais à medida que a espaçonave envelhece.
O que isto mostra é que um grupo de engenheiros na década de 1970 construiu redundância e flexibilidade suficientes em máquinas com apenas kilobytes de memória para que outro grupo de engenheiros solucionasse uma falha que, quase meio século depois, nenhum deles poderia ter previsto, a bordo de uma nave espacial em que nenhum humano voltaria a tocar.
