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Ingenieros de la NASA se Apresuran a
Solucionar Problemas con Voyager 1
Voyager 1 sigue vivo allí afuera, avanzando en el cosmos a más de 15
mil millones de millas de distancia. Sin embargo, un problema
informático ha impedido que el equipo de soporte fiel de la misión
en el sur de California conozca mucho más sobre el estado de una de
las naves espaciales más longevas de la NASA.
El fallo informático surgió el 14 de noviembre y afectó la capacidad
de Voyager 1 para enviar datos de telemetría, como mediciones de los
instrumentos científicos de la nave o información básica de
ingeniería sobre cómo estaba funcionando la sonda. Como resultado,
el equipo no tiene información sobre parámetros clave relacionados
con los sistemas de propulsión, energía o control de la nave.
"Sería el mayor milagro si logramos recuperarlo. Ciertamente no nos
hemos rendido", dijo Suzanne Dodd, gerente del proyecto Voyager en
el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en una entrevista
con Ars. "Hay otras cosas que podemos intentar. Pero esto es, con
mucho, lo más grave desde que soy gerente del proyecto".
Dodd se convirtió en la gerente del proyecto Voyager de la NASA en
2010, supervisando un pequeño grupo de ingenieros responsables de la
exploración de la humanidad en el espacio interestelar. Voyager 1 es
la nave espacial más distante que existe, alejándose del sol a
38,000 mph (17 kilómetros por segundo).
Voyager 2, que se lanzó 16 días antes que Voyager 1 en 1977, no está
tan lejos. Tomó
una ruta más tranquila a
través del sistema solar, pasando por Júpiter, Saturno, Urano y
Neptuno, mientras que Voyager 1 aumentó su velocidad durante un
encuentro con Saturno para adelantar a su nave hermana.
Durante las últimas dos
décadas, la NASA ha dedicado los instrumentos de Voyager al estudio
de rayos cósmicos, el campo magnético y el entorno de plasma en el
espacio interestelar. Ya no están tomando fotos. Ambas sondas han
viajado más allá de la heliopausa, donde el flujo de partículas que
emana del sol se encuentra con el medio interestelar.
Lo Último en
Tecnología Hace 50 Años
El último problema con Voyager 1 radica en el Subsistema de Datos de
Vuelo (FDS) de la sonda, uno de los tres ordenadores en la nave
espacial que trabaja junto a un ordenador central de mando y control
y otro dispositivo que supervisa el control de actitud y
orientación.
El FDS es responsable de recopilar datos científicos y de ingeniería
de la red de sensores de la nave espacial y luego combinar la
información en un único paquete de datos en código binario,
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una serie de 1s y 0s. Un componente separado llamado Unidad de Modulación
de Telemetría envía de hecho el paquete de datos de vuelta a la
Tierra a través de la antena parabólica de 12 pies (3,7 metros) de
Voyager.
En noviembre, los paquetes de datos transmitidos por Voyager 1
manifestaron un patrón repetitivo de 1s y 0s como si estuviera
atascado, según la NASA. Dodd dijo que los ingenieros de JPL han
pasado la mayor parte de tres meses tratando de diagnosticar la
causa del problema. Ella dijo que el equipo de ingeniería está "99,9
por ciento seguro" de que el problema se originó en el FDS, que
parece tener problemas para "sincronizar los marcos" de datos.
Hasta ahora, el equipo en tierra cree que la explicación más
probable del problema es un poco de memoria corrompida en el FDS.
Sin embargo, debido al bloqueo del ordenador, los ingenieros carecen
de datos detallados de Voyager 1 que podrían llevarlos a la raíz del
problema. "Es probable que esté en algún lugar de la memoria del FDS",
dijo Dodd. "Un bit se volteó o se corrompió. Pero sin la telemetría,
no podemos ver dónde está esa corrupción de memoria del FDS".
Cuando se desarrolló hace cinco décadas, el Subsistema de Datos de
Vuelo de Voyager fue una innovación en la computación. Fue el primer
ordenador en una nave espacial que hizo uso de memoria volátil. Cada
nave espacial Voyager se lanzó con dos ordenadores FDS, pero el FDS
de respaldo de Voyager 1 falló en 1981, según Dodd.
La única señal que los ingenieros de la Tierra de Voyager 1 han
recibido desde noviembre es un tono portador, que básicamente le
dice al equipo que la nave espacial sigue viva. No hay indicación de
ningún otro problema importante. Los cambios en la modulación de la
señal portadora indican que Voyager 1 está recibiendo comandos
enviados desde la Tierra.
"Lamentablemente, todavía no hemos resuelto el problema, o
recuperado la telemetría", dijo Dodd.
Desempolvando los Archivos
El equipo en tierra de Voyager planea transmitir comandos a Voyager 1 para
intentar aislar dónde se encuentra la memoria presumiblemente corrupta dentro
del ordenador FDS. Una de las ideas implica cambiar el ordenador para operar en
diferentes modos, como los parámetros operativos que el FDS utilizaba cuando
Voyager 1 pasaba por Júpiter y Saturno en 1979 y 1980. La esperanza entre los
ingenieros de Voyager es que la transición a diferentes modos de datos podría
revelar qué parte de la memoria del FDS necesita una corrección.
Esto es mucho más complicado de lo que podría parecer a primera vista. Por un
lado, los modos de datos que los ingenieros podrían ordenar a Voyager 1 que
active no se han utilizado durante 40 años o más.
Voyager 1 y 2 tienen un perfil público desproporcionado en comparación con los
recursos que la NASA dedica a mantener funcionando las naves espaciales.
Normalmente, menos de una docena de personas trabajan en la misión Voyager. Este
número ha aumentado ligeramente desde que apareció el problema informático en
noviembre, con un pequeño "equipo tigre" de alrededor de ocho expertos en
sistemas de datos de vuelo, software y comunicaciones de naves espaciales
asignados para ayudar a solucionar el fallo.
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"No es por ser morosa, pero muchos de los expertos de Voyager han fallecido",
dijo Dodd. "Entonces, las personas que construyeron la nave espacial ya no están
vivas. Tenemos un conjunto de documentación razonablemente bueno, pero gran
parte está en papel, así que haces esta excavación arqueológica para obtener
documentos".
Imagina hurgar en el manual de usuario de un coche antiguo. Las páginas
desgastadas del libro probablemente estén deshilachadas. Eso no es diferente de
lo que los ingenieros de Voyager, algunos de los cuales no estaban vivos cuando
se lanzó la misión, están experimentando ahora.
"Tenemos hojas y hojas de esquemas en papel, que están amarillentas en las
esquinas y todos firmados en 1974", dijo Dodd. "Están colgados en las paredes y
la gente los está mirando. Esa es toda una historia en sí misma”.
Esta es una tarea familiar para los ingenieros de Voyager. En los últimos años,
el equipo central de la misión en JPL ha consultado documentos archivados para
solucionar otros problemas informáticos menos graves y desarrollar una nueva
forma de operar los propulsores en ambas naves espaciales para evitar la
acumulación de residuos en las líneas de combustible.
A los ingenieros de naves espaciales les encanta la redundancia, pero ya no
tienen el lujo de respaldos en los Voyager. Eso significa que, en cualquier
sección particular de la nave espacial, el fallo de una sola parte podría
detener la misión.
La mayoría de las misiones modernas de la NASA que exploran el sistema solar
tienen simuladores en tierra para probar comandos y procedimientos antes de
enviarlos a la nave espacial real. Esta práctica puede revelar errores de
comando que podrían poner en riesgo una misión.
"Es difícil comandar Voyager", dijo Dodd. "No tenemos ningún tipo de simulador
para esto. No tenemos simulador de hardware. No tenemos simulador de software.
No hay simulador con el FDS, no hay hardware donde podamos probarlo en tierra
primero antes de enviarlo. Eso hace que la gente sea más cautelosa, y es un
equilibrio entre hacer bien los comandos y tomar riesgos".
Cuando llegue el momento de enviar más comandos para intentar salvar a Voyager
1, los operadores en JPL tendrán que esperar más de 45 horas para obtener una
respuesta. La vasta distancia de la nave espacial y su posición en el cielo del
sur requieren que la NASA utilice la antena más grande de 230 pies (70 metros)
en un sitio de seguimiento de la Red de Espacio Profundo en Australia, una de
las antenas más demandadas de la red.
"Las tasas de datos son muy bajas, y esta anomalía hace que no tengamos
telemetría", dijo Dodd. "Estamos un poco disparando a ciegas porque no sabemos
cuál es el estado completo de la nave espacial".
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