Raumsonde Voyager 1 schickt Speicherabbild zur Erde

Hoffnung für die alternde Raumsonde Voyage 1, die seit Monaten nur "Datensalat" zur Erde funkte. Den Ingenieuren ist es gelungen, der Sonde einen Befehl zu übermitteln, der die gesendeten Daten verändert hat. Ein Ingenieur stellte fest, dass es ein Abbild des Speichers des Computers der Sonde ist. Hier ein Überblick, um was es geht.

Voyager 1 fliegt zwischen den Sternen

Die US-Raumsonde Voyager 1 fliegt am äußersten Rand des Sonnensystems bereits im "Raum zwischen den Sternen". Als diese Raumsonde gebaut wurde, war ich teilweise noch Lehrling. Am 5. September 1977 wurde Voyager 1 gestartet, und auf eine unglaubliche Reise geschickt. Damals war ich noch ein junger Ingenieurstudent, der der Mission entgegen fieberte.

(Voyager-Raumsonde, künstlerische Darstellung NASA/JPL)

Voyager 1 flog an den Planeten Jupiter und Saturn vorbei, um anschließend das Sonnensystem in Richtung interstellarer Raum zu verlassen. Inzwischen ist die Sonde 46 Jahre im Weltraum unterwegs und hat bereits zwischen 2010 bis 2012 (genau weiß man das nicht, da das betreffende Messgerät ausgefallen ist) unser Sonnensystem verlassen. Das Gleiche ist bei Schwestersonde Voyager 2 der Fall. Beide Sonden forschen mit den Instrumenten, die noch funktionieren und senden Daten zur Erde zurück.

Sorgenkind der Techniker

Aber Voyager 1 ist inzwischen auch das Sorgenkind der Techniker, da die Technik in die Jahre gekommen ist und ausfällt. Im Herbst 2023 kam es bereits zu einem Vorfall, bei dem die Sonde rätselhafte Daten zur Erde schickte (siehe Verflogen? Daten der Raumsonde Voyager 1 geben Rätsel auf). Die Techniker konnten dies aber wieder beheben (siehe Raumsonde Voyager 1 sendet wieder korrekte Daten).

Die Techniker stehen bei Fehlern vor riesigen Problemen. Erstens sind nur noch wenige Leute für die Mission abgestellt. Zweitens befinden sich die Raumsonden so weit draußen im All, dass ein Funksignal viele Stunden von und zur Erde unterwegs ist. Und drittens müssen die Techniker mit einer Raumsonde klar kommen, deren Technik vor ca. 50 Jahren entwickelt und gebaut wurde.

Inzwischen sind viele der Ingenieure und Techniker, die zu Beginn des Projekts die Sonde gebaut und betreut haben, längst in Rente oder sogar verstorben. Selbst Dokumentation zu finden, ist schwierig, da die Leute diese beim Eintritt in den Ruhestand mitgenommen und auf Speichern oder Garagen verstaut haben. Ich hatte im Beitrag Voyager 1: Kartons mit Dokumentation dringend gesucht … über die Suche nach Dokumentation bei der letzten Störung berichtet.

Sonde sendet Datenmüll

Im Dezember 2023 gab es dann erneut die Hiobsbotschaft, die Raumsonde Voyager 1 funkt "Datenmüll" zur Erde. Seit dem 14. November 2023 empfängt man keine korrekten Daten mehr und seit dieser Zeit sitzt ein kleines Technikerteam der NASA dran, die Ursache der Störung herauszufinden und zu beheben. Obige Ausführungen zeigen bereits die Schwierigkeiten der Leute auf. Die wühlen sich durch alte Dokumentation, sofern die überhaupt noch vorhanden ist und versuchen zu verstehen, was passiert sein könnte.

Nun hat die NASA ein Status-Update gegeben, über welches die Kollegen von heise in diesem Beitrag (basierend auf diesem englischsprachigen Artikel) berichten. Seit Wochen brüten Techniker über dem Grund des Fehlers, dass die Sonde keinen korrekten Daten mehr zur Erde überträgt. Man tippt auf einen kaputten Speicher im Computer, steht aber vor dem Problem, dass der Backup-Speicher, der aus Redundanzgründen in der Sonde eingebaut ist, auch kaputt ist.

Vor Wochen planten die Techniker, den Modus des Computers, welche Speicherbereich dieser verwendet, zu ändern, um herauszufinden, wo der Fehler liegt. Aber jeder Befehl zur Sonde braucht 22 Stunden zur Übermittlung und die Antwort kommt erst nach 44 Stunden zurück. Aber das Team hatteHoffnung, den Fehler beheben und die Sonde weiter betreiben zu können. Es ist schon ein faszinierendes Stück Technik.

Endlich lesbare Daten empfangen

Am 1. März 2024 wurde ein neuer Befehl an Voyager 1 gesendet, der vom Team als "Poke" -Befehl bezeichnete wurde. Der Befehl soll den Computer für die Flugsteuerung (FDS) dazu veranlassen, verschiedene Sequenzen in seinem Softwarepaket auszuprobieren, falls das Problem durch Umgehung eines beschädigten Speicherabschnitts behoben werden könnte. Seit dem 3. März 2024 sendete Voyager 1 dann plötzlich "andere Daten" zur Erde – wie die NASA hier mitteilte.

Das Voyager-Missionsteam entdeckte am 3. März 2023 eine Änderung in einem Abschnitt des Flugdatensystems (FDS), die sich vom übrigen, nicht lesbaren Datenstrom des Computers unterschied. Die neuen Daten waren immer noch nicht in dem Format, das Voyager 1 verwendet, wenn das FDS ordnungsgemäß funktioniert. Daher war das Team sich zunächst nicht sicher, was das bedeutet.

Doch ein Ingenieur des Deep Space Network, das die Funkantennen betreibt, die sowohl mit den Voyagers als auch mit anderen Raumsonden auf dem Weg zum Mond und darüber hinaus kommunizieren, konnte das neue Signal dekodieren und stellte fest, dass es einen Auszug aus dem gesamten FDS-Speicher enthält.

Der FDS-Speicher enthält den Code, d. h. die Anweisungen, was zu tun ist, sowie Variablen oder Werte, die im Code verwendet werden und sich aufgrund von Befehlen oder des Status des Raumfahrzeugs ändern können. Er enthält auch wissenschaftliche oder technische Daten für den Downlink.

Das Team vergleicht diese Daten mit denjenigen, die vor dem Auftreten des Problems übermittelt wurden, und sucht nach Abweichungen im Code und in den Variablen, um möglicherweise die Ursache des anhaltenden Problems zu finden. Es besteht also wieder Hoffnung, dass die Techniker die Sonde erneut retten können. Die Kollegen von Golem haben hier noch einige Hinweise zum Thema veröffentlicht.

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