Του Χρήστου Προυκάκη
Το Voyager 1 είναι το γηραιότερο, 46 ετών, διαστημόπλοιο-πρεσβευτής της ανθρωπότητας στο Σύμπαν σε απόσταση και λειτουργεί σχεδόν απρόσκοπτα επί 46 χρόνια !
Το πιστεύετε; Γιατί όχι. Αφού όλα πάνε αρκετά καλά και ήδη επανήλθε ικανοποιητικά σε διαδικασία λήψης ολοκληρωμένων σημάτων σχετικά με την λειτουργική κατάσταση του μετά από το οδυνηρό black out επικοινωνίας. Οι μηχανικοί ζήτησαν και ήδη έλαβαν πλήρη ενημέρωση για το σύνολο των λειτουργιών του.
Όλα κυλούσαν ομαλά ώσπου μια βλάβη, από αυτές που ούτε να σκεφτείς θέλεις, στις 14 Νοεμβρίου 2023, το έκανε να σιγάσει προκαλώντας μεγάλο πονοκέφαλο στην ομάδα διαχείρισης του στο περίφημο Jet Propulasion Laboratory της NASA. Και με τις πρώτες υπόνοιες να πυκνώνουν, λες να το χάσουμε τώρα, μετά από τόσες δεκαετίες; Μεγάλη ατυχία θα ήταν.
Άντε τώρα να ανταλλάσσεις μηνύματα και εντολές ανά περίπου 22 ½ ώρες με τον Μαθουσάλα μας και ύστερα να περιμένεις ξανά και ξανά μέχρι να λάβεις μια λογική απάντηση, τέλος πάντων κάτι που να βγάζει νόημα.
Kαι να ξέρεις ότι είσαι εξαρτημένος καθώς όλη η διαδικασία γίνεται με παλαιά συστήματα, αναγκαστικά λόγω ηλικίας. Αυτά είχαν τότε, αυτά χρησιμοποίησαν άλλα και αναγκάζονται να χρησιμοποιήσουν ακόμη, δεν γίνεται διαφορετικά.
Ωστόσο οι έμπειροι και επίμονοι μηχανικοί του JPL της NASA, με σκληρή δουλειά και ψύχραιμες επιλογές, κατάφεραν να αφυπνίσουν στις 20 Απριλίου τον γηραιό πρεσβευτή μας αναπτερώνοντας τις ελπίδες όλων για την συνέχιση της αποστολής του στο διαστρικό χώρο.
Επί πόσο ακόμη; Ε, εδώ δεν υπάρχουν προγνωστικά. Όσο πάει, με τα παλαιά τσιπάκια και το αρχαίο λογισμικό.
Ναι, είναι ένας μαθουσάλας της διαστημική εξερεύνησης και μια μηχανή-κόσμημα, τόσο καλά σχεδιασμένη και κατασκευασμένη ώστε η αποστολή του ξεπέρασε κάθε προσδοκία και ελπίδα.
Εύκολα θα την λέγαμε και συλλεκτική διαστημομηχανή αν αναλογιστούμε εμείς οι μηχανικοί ποια ηλεκτρονικά υλικά και λογισμικό χρησιμοποιήθηκαν την δεκαετία του ’70 για την κατασκευή του.
Αλήθεια, μήπως θυμόμαστε τι υπολογιστή είχατε το 1977; Μάλλον όχι. Ίσως ένα Sinclair ZX, ένα Sinclair Spectrum, αργότερα κάποιο Commodore, κάτι άλλο. Μήπως έναν Apple ΙΙ. Ναι, και τις εξαιρετικές προγραμματιζόμενες αριθμομηχανές TEXAS TI 58, 59, HP κλπ. Πάντως να το θυμόμαστε, προσωπικούς τους έλεγαν τότε αυτούς τους πρώτους υπολογιστές με την BASIC.
Ακόμη έχω στη μνήμη μου όταν αγόρασα έναν πανάκριβο Olivetti 286 το 1993 με δίσκο 20 GB (!) και DOS 3.30 άξιας κάπου 350.000 δραχμών και ότι τότε ένοιωθα ωσάν να είχα κάτι διαστημικό στα χέρια μου. Ταχύτατο και αξιόπιστο φόρτωνε σε dt αλλά σιγά και ποιά ήταν τα βαριά προγράμματα του;
Ξέρετε τι είναι να χρησιμοποιείς λογιστικό φύλο σε DOS; Όχι και επώδυνο αν δεν έχεις χρησιμοποιήσει κάτι παααααρα πολύ καλύτερο, όπως σήμερα με το υπέροχο πολύ-παραθυρικό περιβάλλον.
Τι συνέβη;
Οι μηχανικοί του Voyager 1 αναγκάστηκαν να σκεφτούν κατά κάποιο τρόπο “ανάποδα”, να κάνουν ένα είδος reverse engineering στον τρόπο της σκέψης τους και να πάνε προς τα πίσω, από το περίπλοκο και σύνθετο στο απλό, ίσως και πιο εύκολα κατανοητό.
Ένα αναγνωρίσιμο κώδικα έψαχναν χαρτογράφησης λειτουργιών οργάνων αλλά δεν τον έβρισκαν. Πουθενά.
Το διαστημόπλοιο, υπόδειγμα αντοχής και απλότητας, από τον Δεκέμβριο έως και την Δευτέρα 20 Απριλίου, μέσω του εξαιρετικού Deep Space Network της NASA, έστελνε στο JPL οτιδήποτε άλλο εκτός από κατανοητά μηνύματα.
Τα πρώτα στοιχεία “έδειξαν” το πρόβλημα να εντοπίζεται σε ένα από τους τρεις υπολογιστές του στο flight data subsystem (FDS) το οποίο είναι υπεύθυνο για το πακετάρισμα των επιστημονικών και τεχνικών δεδομένων.
Συγκεκριμένα, οι ειδικοί στην μονάδα τηλεμετρίας άρχισαν να λαμβάνουν ένα μοτίβο κώδικα που δεν περιείχε οτιδήποτε λογικό, κάτι από αυτό που γνώριζαν. Η δυαδική πληροφορία με τις αλληλοδιάδοχες των 0 και 1 έχασε τα 0 και έστελνε μόνον τα 1. Σπαζοκεφαλιά.
Επί της ουσίας η λήψη των μηνυμάτων αυτόν παρέπεμπε σε ένα κλειστό βρόγχο, σε μια διαρκή επανάληψη της ίδιας πληροφορίας, αυτό το ξανά και ξανά που νόημα δεν βγάζει σε τέτοιες περιπτώσεις
Το σύστημα δεδομένων ελέγχου πτήσης είχε κολλήσει, δεν προχωρούσε, και νόημα δεν έβγαινε. Κάπου εκεί είχε σταματήσει η “συζήτηση” με το ρομποτικό μας διαστημόπλοιο.
Τα συστήματα επιτήρησης ελέγχουν συνεχώς την κατάσταση των επιστημονικών οργάνων και ως αποτέλεσμα συνθέτουν σειρά κωδικοποιημένων μηνυμάτων με την μορφή δυαδικού κώδικα.
Και όταν αυτό σταματάει τότε η σκέψη πάει σε πρόβλημα υλικοτεχνικής υποδομής, καταστροφή υλικού, ίσως μνήμης. Τι χειρότερο.
Άντε να βρες άκρη με ένα διαστημόπλοιο που απέχει τόσο μα τόσο πολύ από τα ραδιοτηλεσκόπια σου. Σε τέτοιες περιπτώσεις η λύση είναι να εξετάσεις, μεθοδικά ένα προς ένα, τα συστήματα που φιλοξενούν τον κώδικα. Λειτουργεί ή δεν λειτουργεί.
Άρχισαν λοιπόν μια επαναλαμβανόμενη διαδικασία δοκιμής σωστού-λάθους ώστε προοδευτικά να εντοπίσουν ποια δομικά στοιχεία είχαν το πρόβλημα, ποια είχαν αποχαιρετήσει την ηλεκτρονική ζωή τους και ποια λειτουργούσαν ακόμη σωστά.
Μα δούλευαν όλα αυτά από το 1977, συνεχώς; Προφανώς δούλευαν. Και τώρα η προσπάθεια επικεντρωνόταν στην εντολή προς το σύστημα δεδομένων πτήσης να εκτελέσει το λογισμικό ακολουθώντας διαφορετικές λειτουργίες. Υπήρχε η ελπίδα ο υπολογιστής να επανεκκίνησει.
Ώσπου… ώσπου κάποια στιγμή, και ενώ προχωρούσαν βήμα-βήμα τον έλεγχο, στις 3 Μαρτίου, παρατήρησαν ότι ένα μέρος του συστήματος δεδομένων πτήσης δεν παρουσίαζε ομοιότητά με τα αλλοιωμένα δεδομένα, καθώς ήταν κάτι διαφορετικό.
Επομένως ήταν σωστό, ήταν μέρος του κανονικού κώδικα, είχαν πετύχει να βρουν μέρος του αναλλοίωτο. Στη συνέχεια το αποκωδικοποίησαν και το αποτέλεσμα ήταν να κάνουν μια ανάγνωση ολόκληρης της μνήμης. Έτσι “βλέπεις” και τις ΟΚ και τις χαλασμένες.
Και εκεί επιτελούς άρχισε να ξετυλίγεται το κουβάρι. Το οποίο οδήγησε στην διαπίστωση ότι το 3% της εγκατεστημένης μνήμης είχε καταστραφεί. Για συσκευή 46 ετών μάλλον μικρό είναι το ποσοστό.
Σε συνθήκες διαστημικής περιβαλλοντικής…. αγριότητας και μάλλον ένα ενεργητικό σωματίδιο είχε κάνει την ζημιά. Υπερβολική ενέργεια από το διαστημικό περιβάλλον και το τσιπάκι δεν άντεξε
Το συμπέρασμα πλέον ήταν στα χαρτιά των μηχανικών, ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα επιφορτισμένο να αποθηκεύει μέρος της μνήμης του συστήματος πτήσης και μέρους του λογισμικού του υπολογιστή δεν λειτουργούσε σωστά.
Η επόμενη σκέψη, όπως σε κάθε τέτοια περίπτωση, είναι μεταφερθεί αυτούσιος ο κώδικας σε άλλη ομάδα κυκλωμάτων προκειμένου να λειτουργήσει και πάλι.
Επειδή κάτι τέτοιο ήταν αδύνατον επέλεξαν να “τεμαχίσουν” τον κώδικα σε λειτουργικές ενότητες, να καταχωρηθεί σωστά και κατόπιν να διαπιστωθεί αν όντως ανταποκρίνεται σωστά με νέα διευθυνσιοδότηση ως μια πλήρης οντότητα στο νέο του περιβάλλον.
Σύνοψη της αποστολής
Το Voyager 1 εκτοξεύθηκε στις 5 Σεπτεμβρίου του 1977 από το ακρωτήριο Κανάβεραλ σε πύραυλο φορέα Titan IIE-Centaur, είχε βάρος 721.9 κιλά και στόχο της εγγύς πτήση στον Δια και τον Κρόνο, και ως προωθητικό σύστημα έχει τρεις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων (MHW-RTGs).
Σύμφωνα με τον προγραμματισμό τον Απρίλιο του 1978 άρχισε την διαδικασία έρευνας του πλανήτη Δια με τις φωτογραφίες που έστειλε τον Ιανουάριο του 1979 να αποκαλύπτουν ότι η ατμόσφαιρα του ήταν πολύ πιο ταραγμένη συγκριτικά με αυτήν της περιόδου 1973-1974 οπότε είχαν αποσταλεί τα διαστημόπλοια Pioneer.
Στις 5 Μαρτίου του 1979, σε απόσταση περίπου 280.000 χιλιόμετρων, συνάντησε πολλά από τα φεγγάρια του Δια όπως η Αμάλθεια, η Ιώ, η Ευρώπη, ο Γανυμήδης και η Καλλιστώ.
Το πλέον ενδιαφέρον φαίνεται να ήταν το περιβάλλον της Ιούς με τις εικόνες να δείχνουν ένα παράξενο κίτρινο, πορτοκαλί και καφέ κόσμο (όπως της…. Αθήνας αυτές τις ήμερες) με τουλάχιστον οκτώ ηφαίστεια να εκτοξεύουν υλικό.
Εξ ίσου εντυπωσιακή ήταν η επίσκεψη του στο σύστημα του Κρόνου, τον Δεκέμβριο του 1979, οπότε και εντόπισε πέντε νέα φεγγάρια και σύστημα δακτυλίων. Στην συνέχεια διέφυγε από το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα 3,5 AU (αστρονομικές μονάδες) ετησίως.
Την 1η Ιανουαρίου του 1990 τα δυο σκάφη Voyager 1 και 2 κηρύχθηκαν μέρος της Διαστρικής Αποστολής Voyager (VIM). Στην συνέχεια βγήκε από την ηλιόσφαιρα και άρχισε να κινείται στο διαστρικό περιβάλλον, το ημερολόγιο έδειχνε 25 Αυγούστου του 2012, και αυτή η σπουδαία πρωτιά για ρομποτικό διαστημόπλοιο καταγραφόταν στην ιστορία της διαστημικής εξερεύνησης
Από τον πλούσιο εξοπλισμό του λειτουργούν πλέον μόνον το τηλεσκόπιο κοσμικών ακτίνων, το πείραμα με φορτισμένα σωματίδια χαμηλής ενέργειας, το μαγνητόμετρο και το πείραμα των κυμάτων πλάσματος.
Τον Ιανουαρίου του 2024 το Voyager 1 απείχε από την Γη 136 AU (Αστρονομικές μονάδες), ήτοι 20 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα και είχε ταχύτητα 17 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο σε σχέση με τον Ήλιο._
ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ