قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لأول مرة منذ خمسة أشهر، تلقى مهندسو ناسا بيانات قابلة للفك من فوييجر 1 بعد صياغة حل مبتكر لإصلاح مشكلة الاتصال على متن المركبة الفضائية الأكثر بعدًا للبشرية في الكون.
تبعد فوييجر 1 حاليًا حوالي 15 مليار ميل (24 مليار كيلومتر)، وفي عمر 46 عامًا، أظهر المسبار العديد من المراوغات وعلامات الشيخوخة في السنوات الأخيرة.
ظهرت المشكلة الأخيرة التي واجهتها فوييجر 1 لأول مرة في نوفمبر 2023، عندما بدأت وحدة تعديل القياس عن بعد لنظام بيانات الرحلة في إرسال نمط متكرر من التعليمات البرمجية لا يمكن فك شفرته.
يقوم نظام بيانات الرحلة الخاص بـ Voyager 1 بجمع المعلومات من الأدوات العلمية للمركبة الفضائية ويجمعها مع البيانات الهندسية التي تعكس حالتها الصحية الحالية. يتلقى مركز التحكم في المهمة على الأرض تلك البيانات في شكل رمز ثنائي، أو سلسلة من الآحاد والأصفار.
لكن منذ نوفمبر/تشرين الثاني، أصبح نظام بيانات رحلة فوييجر 1 عالقًا في حلقة مفرغة. وبينما واصل المسبار إرسال إشارة لاسلكية ثابتة إلى فريق التحكم في المهمة على الأرض خلال الأشهر القليلة الماضية، إلا أن الإشارة لم تحمل أي بيانات قابلة للاستخدام.
تلقى فريق المهمة أول بيانات متماسكة حول صحة وحالة الأنظمة الهندسية لـ Voyager 1 في 20 أبريل. وبينما لا يزال الفريق يراجع المعلومات، فإن كل ما رأوه حتى الآن يشير إلى أن Voyager 1 سليمة وتعمل بشكل صحيح.
قالت ليندا سبيلكر، عالمة مشروع فوييجر في مختبر الدفع النفاث، في بيان لها يوم السبت: “كان اليوم يومًا رائعًا لمركبة فوييجر 1”. “لقد عدنا للتواصل مع المركبة الفضائية. ونحن نتطلع إلى استعادة البيانات العلمية.”
وجاء هذا الاختراق نتيجة لقليل من التجربة والخطأ وكشف اللغز الذي قاد الفريق إلى شريحة واحدة.
استكشاف الأخطاء وإصلاحها على بعد مليارات الأميال
وبعد اكتشاف المشكلة، حاول فريق المهمة إرسال أوامر لإعادة تشغيل نظام الكمبيوتر الخاص بالمركبة الفضائية ومعرفة المزيد عن السبب الأساسي للمشكلة.
أرسل الفريق أمرًا يسمى “كزة” إلى Voyager 1 في الأول من مارس/آذار لجعل نظام بيانات الرحلة يقوم بتشغيل تسلسلات برمجية مختلفة على أمل اكتشاف سبب الخلل.
في 3 مارس، لاحظ الفريق أن النشاط من جزء واحد من نظام بيانات الرحلة برز عن بقية البيانات المشوهة. على الرغم من أن الإشارة لم تكن بالتنسيق الذي اعتاد فريق فوييجر على رؤيته عندما يعمل نظام بيانات الرحلة كما هو متوقع، إلا أن مهندسًا في شبكة الفضاء العميق التابعة لناسا تمكن من فك تشفيرها.
شبكة الفضاء العميق هي نظام من هوائيات الراديو على الأرض التي تساعد الوكالة على التواصل مع مجسات فوييجر والمركبات الفضائية الأخرى التي تستكشف نظامنا الشمسي.
تضمنت الإشارة التي تم فك تشفيرها قراءة لذاكرة نظام بيانات الرحلة بالكامل.
من خلال التحقيق في القراءة، حدد الفريق سبب المشكلة: 3% من ذاكرة نظام بيانات الرحلة تالفة. شريحة واحدة مسؤولة عن تخزين جزء من ذاكرة النظام، بما في ذلك بعض رموز برامج الكمبيوتر، لا تعمل بشكل صحيح. وقال الفريق إنه في حين أن سبب فشل الشريحة غير معروف، فمن الممكن أن تكون مهترئة أو ربما تعرضت لجسيم نشط من الفضاء.
تسبب فقدان الكود الموجود على الشريحة في عدم إمكانية استخدام البيانات العلمية والهندسية الخاصة بـ Voyager 1.
نظرًا لعدم وجود طريقة لإصلاح الشريحة، اختار الفريق تخزين التعليمات البرمجية المتأثرة من الشريحة في مكان آخر في ذاكرة النظام. على الرغم من أنهم لم يتمكنوا من تحديد موقع كبير بما يكفي لاستيعاب كل الكود، فقد تمكنوا من تقسيم الكود إلى أقسام وتخزينه في أماكن مختلفة داخل نظام بيانات الرحلة.
“لإنجاح هذه الخطة، احتاجوا أيضًا إلى تعديل أقسام التعليمات البرمجية هذه للتأكد، على سبيل المثال، من أنها جميعًا لا تزال تعمل ككل”، وفقًا لتحديث من وكالة ناسا. “أي إشارات إلى موقع هذا الرمز في أجزاء أخرى من ذاكرة (نظام بيانات الرحلة) يجب تحديثها أيضًا.”
بعد تحديد الكود اللازم لتعبئة البيانات الهندسية لمركبة فوييجر 1، أرسل المهندسون إشارة راديوية إلى المسبار لتوجيه الكود إلى موقع جديد في ذاكرة النظام في 18 أبريل.
نظرًا لبعد فوييجر 1 الهائل عن الأرض، تستغرق إشارة الراديو حوالي 22.5 ساعة للوصول إلى المسبار، و22.5 ساعة أخرى لإشارة استجابة من المركبة الفضائية للوصول إلى الأرض.
في 20 أبريل، تلقى الفريق ردًا من فوييجر 1 يشير إلى أن التعديل الذكي للكود قد نجح، ويمكنهم أخيرًا تلقي بيانات هندسية قابلة للقراءة من المسبار مرة أخرى.
استكشاف الفضاء بين النجوم
وفي غضون الأسابيع المقبلة، سيستمر الفريق في نقل الأجزاء المتضررة الأخرى من برنامج النظام، بما في ذلك تلك المسؤولة عن إعادة البيانات العلمية القيمة التي تجمعها فوييجر 1.
تم تصميم فوييجر 1 وتوأمها فوييجر 2 في البداية لتدوم خمس سنوات، وتم إطلاقهما في عام 1977، وهما أطول مركبة فضائية عاملة في التاريخ. إن فترات حياتهما الطويلة بشكل استثنائي تعني أن كلتا المركبتين الفضائيتين قدمتا رؤى إضافية حول نظامنا الشمسي وما بعده بعد تحقيق أهدافهما الأولية المتمثلة في الطيران حول كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون منذ عقود.
تغامر المجسات حاليًا عبر منطقة كونية مجهولة على طول الأطراف الخارجية للنظام الشمسي. كلاهما موجودان في الفضاء بين النجوم، وهما المركبة الفضائية الوحيدة التي تعمل خارج الغلاف الشمسي، وهي فقاعة الشمس المكونة من المجالات المغناطيسية والجسيمات التي تمتد إلى ما هو أبعد من مدار بلوتو.
سافرت فوييجر 2، التي تعمل بشكل طبيعي، لمسافة تزيد عن 12.6 مليار ميل (20.3 مليار كيلومتر) من كوكبنا.
بمرور الوقت، واجهت كلتا المركبتين الفضائيتين مشكلات وانقطاعات غير متوقعة، بما في ذلك فترة سبعة أشهر في عام 2020 عندما لم تتمكن فوييجر 2 من التواصل مع الأرض. في أغسطس 2023، استخدم فريق المهمة تقنية “الصراخ” طويلة المدى لاستعادة الاتصالات مع فوييجر 2 بعد أن وجه أمر عن غير قصد هوائي المركبة الفضائية في الاتجاه الخاطئ.
يقدر الفريق أن الأمر سيستغرق أسابيع قليلة لتلقي البيانات العلمية من Voyager 1، ويتطلع إلى رؤية ما تحتويه تلك البيانات.
قالت سوزان دود، مديرة مشروع فوييجر، في بيان: “لا نعرف أبدًا على وجه اليقين ما الذي سيحدث مع Voyagers، لكن يذهلني دائمًا عندما يستمرون في المضي قدمًا”. “لقد كان لدينا العديد من الحالات الشاذة، وهي تزداد صعوبة. لكننا كنا محظوظين حتى الآن للتعافي منها. والمهمة مستمرة. وينضم المهندسون الشباب إلى فريق Voyager ويساهمون بمعرفتهم لمواصلة المهمة.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com