2 puntos por GN⁺ 2023-12-15 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Voyager 1 de la NASA, con 46 años de antigüedad, no puede enviar datos científicos ni de ingeniería debido a una anomalía informática, lo que pone en riesgo la continuidad de la larga serie de observaciones que ha mantenido en el espacio interestelar
  • La anomalía ocurrió entre el flight data system y el equipo de comunicaciones de a bordo, y desde el 14 de noviembre solo regresan patrones repetitivos de 1 y 0 en lugar de datos significativos
  • La sonda está a unos 15 mil millones de millas de la Tierra, por lo que un comando tarda alrededor de 45 horas en ida y vuelta, y el diagnóstico de la causa junto con los intentos de recuperación podrían extenderse por semanas
  • Voyager 1 todavía puede recibir y ejecutar comandos, pero actualmente no llegan a la Tierra datos utilizables sobre el estado de la nave ni sus observaciones
  • Voyager 1 y 2 son las únicas naves espaciales operando en el espacio interestelar fuera de la heliosfera, por lo que cuanto más se retrase la recuperación, más incompletos quedarán los datos para seguir los cambios en partículas y campos magnéticos

Transmisión de datos detenida en el espacio interestelar

  • Voyager 1 de la NASA no puede enviar datos normales al equipo de misión en la Tierra debido a una anomalía informática
  • Los ingenieros están trabajando para recuperar a distancia la envejecida sonda, que explora una región no cartografiada más allá del sistema solar
  • Voyager 1 es la nave espacial más lejana, a unos 15 mil millones de millas, es decir, 24 mil millones de km de la Tierra
  • Su sonda gemela, Voyager 2, también está a más de 12 mil millones de millas, es decir, más de 20 mil millones de km de la Tierra
  • Ambas sondas están en el espacio interestelar y son las únicas naves que operan fuera de la heliosfera, la burbuja de partículas y campo magnético del Sol que se extiende más allá de la órbita de Plutón

De una misión de 5 años a 46 años de operación

  • Las sondas Voyager fueron diseñadas originalmente con una meta de 5 años de operación, pero se convirtieron en las dos naves espaciales con más tiempo en servicio de la historia
  • Décadas después de cumplir sus objetivos iniciales de sobrevuelos cercanos de Jupiter, Saturn, Uranus y Neptune, ambas sondas han seguido aportando observaciones sobre el sistema solar y más allá
  • Con una vida operativa muy superior a lo previsto, también han enfrentado repetidamente diversos problemas técnicos

Anomalía en el flight data system

  • Voyager 1 tiene tres computadoras de a bordo, y entre ellas el flight data system reúne y transmite la información de los instrumentos científicos y los datos de ingeniería que muestran el estado de la nave
  • El control de misión en la Tierra recibe estos datos en forma de código binario compuesto por 1 y 0
  • Actualmente, el flight data system parece haber caído en un estado repetitivo, y el equipo de comunicaciones solo devuelve el mismo patrón de 1 y 0
  • El equipo de misión detectó este problema por primera vez el 14 de noviembre
  • La sonda todavía puede recibir y ejecutar comandos enviados desde la Tierra
  • Sin embargo, debido al problema en el equipo de comunicaciones, los datos científicos y los datos de ingeniería de Voyager 1 no están regresando a la Tierra

Por qué la recuperación no puede ser rápida

  • Durante el fin de semana, el equipo de Voyager envió un comando para reiniciar el flight data system, pero todavía no ha regresado ningún dato utilizable
  • Según Calla Cofield, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, los ingenieros están reuniendo más información sobre la causa raíz antes de decidir los siguientes pasos
  • Este proceso puede tomar varias semanas
  • Debido a la distancia, se requiere mucho tiempo tan solo para enviar un comando y comprobar el resultado
    • Un comando enviado desde la Tierra tarda 22.5 horas en llegar a la sonda
    • Hay que esperar 45 horas para recibir una respuesta
  • Voyager 1 ya sufrió en 1981 un problema similar, aunque no idéntico, relacionado con el flight data system
  • El problema actual no parece estar relacionado con otras anomalías que la sonda ha experimentado en los últimos años
  • El equipo de misión solo puede apoyarse en los manuales originales escritos hace décadas, documentos que no anticipaban los problemas actuales de una sonda tan envejecida
  • Antes de enviar más comandos, deben revisar los posibles resultados para evitar efectos inesperados en la operación de la nave

El trabajo de mantener con vida una nave espacial antigua

  • El equipo de Voyager ha ido apagando gradualmente instrumentos en ambas sondas envejecidas para ahorrar energía y prolongar la misión
  • A lo largo de su operación de largo plazo también se han producido varias veces problemas inesperados y cortes de comunicación
    • En 2020, Voyager 2 pasó 7 meses sin poder comunicarse con la Tierra
    • En agosto, después de que un comando incorrecto desvió la orientación de la antena de Voyager 2, el equipo de misión recuperó la comunicación con una técnica de largo alcance llamada “shout”
  • Si se restablece la transmisión regular de datos de Voyager 1, podrá mantenerse la continuidad de una serie de observaciones de décadas
  • El principal valor de la misión está en su larga duración operativa, ya que los científicos buscan ver cómo cambian las partículas y los campos magnéticos a medida que la sonda se aleja más de la heliosfera
  • Si Voyager 1 sigue sin devolver información, ese conjunto de datos quedará incompleto
  • Cofield señaló que las sondas Voyager han operado mucho más allá de su misión inicial y durante más tiempo que cualquier otra nave espacial en la historia, por lo que pueden surgir problemas incluso mientras el equipo de ingeniería trabaja para mantenerlas con vida

1 comentarios

 
GN⁺ 2023-12-15
Opiniones de Hacker News
  • Una de mis leyendas tecnológicas favoritas es que Voyager 1 llevaba un codificador Viterbi cuando fue lanzada, pero en ese momento en la Tierra no había computadoras lo suficientemente rápidas para decodificarlo.
    La historia dice que, unos años después, cuando la ley de Moore alcanzó el ritmo necesario, la cambiaron de forma remota al modo Viterbi para transmitir de manera más eficiente.

    • No entiendo bien qué significa “en ese momento en la Tierra no había computadoras lo suficientemente rápidas para decodificarlo”.
      Si significa que no podían decodificarlo en tiempo real, para empezar eso no habría sido necesario. Al fin y al cabo, los datos transmitidos se habrían grabado en cinta.
      Aquí se explica cómo decodificar esas cintas: https://destevez.net/2021/09/decoding-voyager-1/
    • No sé qué tan cierto siga siendo hoy, pero durante un tiempo se decía que, para ciertos cálculos, era más rápido esperar a que saliera hardware nuevo y luego ejecutarlos que correrlos en el hardware existente.
    • Me parece interesante la idea de que codificar/transmitir pueda ser más simple que decodificar/recibir.
      Me recuerda a las viejas unidades ópticas que escribían a 48x pero leían a 8x, de modo que, si activabas la verificación, esta tardaba más que la grabación.
      Supongo que se debe a cosas como la corrección de errores o el filtrado de ruido y degradación. Generar bits adicionales que ayuden a la corrección de errores es un cálculo trivial, pero realizar la corrección real sobre un medio dañado puede requerir muchos cálculos complejos.
    • Esto trata de corrección de errores. La sonda agrega al señal un código convolucional redundante.
      Si la tasa de errores es baja, la decodificación es fácil y el programa puede simplemente inferir los bits invertidos. A medida que la tasa de errores aumenta, se vuelve más difícil, y un decodificador Viterbi tiene un costo computacional alto, pero puede corregir tasas de error más altas que otras configuraciones.
      Como la intensidad de la señal disminuye a medida que aumenta la distancia a la Tierra, en la parte final de la misión la corrección de errores se vuelve mucho más importante. Durante la misión, al subir la tasa de errores de transmisión, es posible que hayan alternado entre distintos niveles de redundancia. Sin embargo, nunca hubo un momento en que el código convolucional no sirviera; simplemente se volvió un poco más útil gracias a un mejor decodificador.
    • Hay detalles en https://voyager.gsfc.nasa.gov/Library/DeepCommo_Chapter3--14... y https://core.ac.uk/download/pdf/42893533.pdf. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/57695 probablemente también lo cubre, pero está detrás de un muro de pago.
      Lo que no entiendo es por qué no usaron desde el principio el mejor método y guardaron esos datos en cinta. Quizá todavía no confiaban en que Voyager funcionara correctamente y, según uno de los PDF, era un sistema experimental. O tal vez, cuando estaba relativamente cerca de la Tierra, Voyager no generaba suficientes datos como para usar todo el ancho de banda, y al alejarse, al debilitarse la señal, se volvió necesario usar mejor corrección de errores o mejores receptores terrestres.
  • Mi gráfica favorita es la que muestra que Voyager 1 había salido del sistema solar.
    En ese entonces era profesor de matemáticas y ciencias en secundaria, y pasé todo el día mostrándoles esta gráfica a mis estudiantes. Fue realmente emocionante ver cómo les cambiaba la expresión cuando entendían lo que significaba.
    https://phys.org/news/2012-10-voyager-left-solar.html

    • Me encantaría tener en la pared de la oficina una pantalla de tinta electrónica que muestre su ubicación y estado actuales.
      Pensar en estas sondas y en lo que lograron me provoca una enorme sensación de asombro y serenidad; quizá ayudaría a centrarme antes de todo lo que llega cada día.
    • ¿Por qué no es una gráfica lineal?
    • La historia de que Voyager salió del sistema solar es tan popular que creo que la han contado casi 10 veces.
    • Me pregunto cómo saben que no se trata simplemente de una falla en el sensor de partículas solares, en el arnés de cableado o en alguno de los conectores.
  • Uno de mis datos favoritos es que Voyager 1 lleva algo llamado Voyager Golden Record
    Allí está escrita esta frase: “Este es un regalo de un mundo pequeño y distante, una muestra de nuestros sonidos, nuestra ciencia, nuestras imágenes, nuestra música, nuestros pensamientos y nuestros sentimientos. Intentamos sobrevivir a nuestra época para llegar hasta la de ustedes”
    Cada vez que pienso en eso se me pone la piel de gallina. Espero que puedan recuperarse de este problema y volver a establecer comunicación
    [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_Golden_Record

    • Me pareció gracioso que hayamos enviado desnudos no solicitados. Porque por muy genial que sea el disco de oro y por muy largo que sea su viaje, si se lo hubiéramos mandado a un vecino, sería algo por lo que podrían declararnos culpables
      Pero al ver las fotos de Wikipedia, no hay desnudos ni Hombre de Vitruvio. Es raro que una creencia que tuve durante décadas se corrija de golpe. Probablemente había mezclado en mi cabeza la Pioneer plaque anterior con Voyager
      https://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_plaque
      Después de que la NASA recibiera críticas por los desnudos de la Pioneer plaque, es decir, los dibujos lineales de un hombre y una mujer desnudos, se dice que no permitieron que Sagan y sus colegas incluyeran fotos de un hombre y una mujer desnudos en el Golden Record. En su lugar, solo se incluyó la silueta de una pareja. Sin embargo, el registro sí contiene el “diagrama de evolución de vertebrados” de Jon Lomberg, con dibujos anatómicamente correctos de un hombre y una mujer desnudos en los que se ven los genitales externos. También cambió la persona que saluda: en la Pioneer plaque saluda el hombre, pero en la imagen de “evolución de vertebrados” saluda la mujer
    • Me gusta ese mensaje simple y humilde
      Pienso algo parecido. Todavía somos jóvenes, ensuciamos donde comemos, dedicamos recursos considerables a matarnos entre nosotros, ni siquiera nos cuidamos bien a nosotros mismos y nos reproducimos como conejos
      Quizá en algún lugar a unos cuantos pársecs haya un letrero que diga “No acercarse todavía. Estos seres aún no están listos para lo que podría significar el contacto”. Todavía tenemos que pasar una prueba. Esa prueba surgirá como subproducto de la condición humana actual
      La frase “intentamos sobrevivir a nuestra época” también es demasiado precisa. Es realmente realista, y ese registro tenía que ser igual de realista
      Si de verdad logramos vivir y prosperar, si alcanzamos una escala que seres más avanzados en el viaje podrían imaginar posible, quizá miremos atrás con asombro al hecho de que lo logramos. Otros seres también podrían observar con esperanza y expectativa que, si tenemos éxito, algún día valdría la pena conocernos
      Quizá ese mundo pequeño y tenaz, y su gente, se iluminen lo suficiente como para resistir y, aunque aún sean jóvenes, prepararse en cierta medida para ser compañeros. Hay muchísimo contenido en esas pocas frases
    • Me daba curiosidad qué música incluía, y este pasaje de Wikipedia me hizo reír
      La inclusión de “Johnny B. Goode” de Berry fue polémica, y algunos dijeron que el rock era “adolescente”; a eso, Sagan habría respondido: “Hay muchos adolescentes en este planeta”
    • Tengo un box set con una réplica del Golden Record, un libro y recuerdos
      Es una obra de arte asombrosa y, si eres fan de Voyager, vale la pena conseguir uno. Solo el libro ya justifica el precio. Cuanto más entiendo el Golden Record, más me doy cuenta de que es una obra sobre lo valioso que es lo que tenemos aquí mismo, más que lo que hay allá afuera
      https://ozmarecords.com/collections/shop/products/voyager-go...
    • Hice esto hace unos 7 años: http://voyager.damninteresting.com/
  • Era un poco joven para interesarme cuando las naves Voyager fueron lanzadas por primera vez, pero desde mediados de los 80 he seguido sus aventuras
    Recuerdo haberme sentido un poco decepcionado viendo el especial de TV “Neptune all night” durante el sobrevuelo de Neptuno. En toda la noche solo recibieron una foto y ni siquiera hubo tiempo para colorearla
    Siempre me ha inspirado la inventiva de los ingenieros que diseñaron las naves para durar y llegar mucho más lejos del alcance original de la misión, y la capacidad de seguir operando dos máquinas a través de tanto tiempo y tanta distancia en un entorno tan hostil
    Gracias al equipo de Voyager, pasado y presente, muchísimos jóvenes se inspiraron para seguir carreras STEM, y este proyecto mostró lo grandioso que puede ser el lado curioso y creativo de la humanidad

    • Este es mi artículo favorito sobre los ingenieros y el equipo que siguen sosteniendo esta misión
      https://www.nytimes.com/2017/08/03/magazine/the-loyal-engine...
    • Recuerdo esperar a que las fotos del siguiente planeta que visitaba Voyager aparecieran en el número del mes siguiente de National Geographic
      Era una de las alegrías de la era previa a Internet
  • Cada vez que leo sobre V'ger siento orgullo y respeto por la humanidad
    Es increíble que hayamos diseñado y construido una sonda espacial que, alejándose de nosotros en un entorno extremadamente dañino, siga haciendo su trabajo y enviando postales en su año 46
    Y aun así, aquí en la Tierra seguimos arruinando cosas simples

    • Ese fue el punto máximo. Ahora estamos demasiado ocupados con la extracción de riqueza y con hacer todavía más ricas a unas cuantas personas
    • Totalmente cierto. Creo que los logros de la NASA son la cumbre de los logros humanos
      A veces imagino cómo habría sido estar en el equipo que consiguió una victoria así, y creo que me habría sentido abrumado de orgullo toda la vida
    • Me alegra la referencia a Star Trek. V'ger es una entidad de Star Trek: The Motion Picture
      Esa película me llenó de asombro cuando era niño
    • Lo que Estados Unidos logró entre 1950 y 1980 es casi increíble
    • En esa época se contrataba más a la gente por lo que podía hacer que por “quién era”
  • Siempre me gustó la siguiente frase sobre Voyager 1, porque recuerda muy bien lo vasto que es el espacio y lo lejos que está incluso la nube de Oort:
    “Voyager 1 recorre alrededor de un millón de millas por día, pero tardará unos 300 años en llegar al borde interior de la nube de Oort, y probablemente otros 30.000 años en salir por el otro lado”.
    Espero que, en un futuro lejano, las naves espaciales alcancen a las Voyager que aún siguen avanzando por el espacio y las vean como reliquias de la humanidad de los primeros viajes espaciales.

    • Me recuerda a Galaxy Song de Monty Python
      https://www.youtube.com/watch?v=buqtdpuZxvk
      https://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy_Song#Accuracy_of_astron...
    • Un millón de millas por día es una cifra absurda
    • Hay al menos un episodio de Star Trek en el que pasa algo así
    • Wow, ¿entonces la heliopausa está muy, muy adentro de la nube de Oort? Increíble
    • Podría ocurrir antes de lo que pensamos si tan solo pudiéramos poner en marcha un programa espacial de verdad y una economía espacial
      Si en el futuro alcanzamos a las Voyager I y II, tal vez podríamos reacondicionarlas con un tipo de batería más nuevo, quizá una fuente de energía casi permanente basada en antimateria
  • Hace poco vi por primera vez de adulto la versión del director de Star Trek: The Motion Picture
    Creo que es uno de los mejores ejemplos de conexión entre la NASA y la ciencia ficción
    https://memory-alpha.fandom.com/wiki/Star_Trek:_The_Motion_P...

  • El momento de pensar en sondas de reemplazo ya pasó hace mucho
    El objetivo no debería ser hacer sobrevuelos cercanos de los planetas exteriores, sino alcanzar una velocidad mayor que la de Voyager para continuar la exploración del medio interestelar
    En otros comentarios aquí también se mencionaron como tecnologías la propulsión iónica y las velas solares, y la fisión también podría ser una opción. Por simplicidad, me gusta el enfoque de fragmentos de fisión
    [1] https://www.nasa.gov/general/aerogel-core-fission-fragment-r...
    [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket

    • Un cohete nuclear de agua salada hecho con uranio de grado armamentístico podría alcanzar fácilmente un delta-V equivalente al 1,5% de la velocidad de la luz y una aceleración de más de 10G
      Sería excelente para explorar el cinturón de Kuiper o realizar otro Grand Tour dentro de una vida humana
      [3] https://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist2.ph...
    • No estoy tan seguro de que “el momento de pensar en sondas de reemplazo ya pasó hace mucho”
      En 129 años habrá otra oportunidad de Grand Tour, y lo que le dio a Voyager esa velocidad en primer lugar fueron precisamente los sobrevuelos planetarios y la correspondiente asistencia gravitatoria
    • El método que se me viene a la mente ahora es el vuelo dinámico a través de la heliopausa y “alas” de iones solares
      Al igual que un planeador RC puede alcanzar velocidades mucho mayores que la del viento mediante vuelo dinámico, en teoría podría llegar al 2% de la velocidad de la luz
      [0] https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frspt.2022.1017...
      [1] (advertencia para usuarios de audífonos) https://www.youtube.com/watch?v=4eFD_Wj6dhk
    • Esta también es una opción interesante
      https://en.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot
  • @dang, ¿se podría cambiar este título? No es factual. La nave todavía está comunicándose con la Tierra
    Este enlace aporta información y quizá sea un enlace mejor: “Engineers Working to Resolve Issue With Voyager 1 Computer” (12 de diciembre de 2023)
    https://blogs.nasa.gov/sunspot/2023/12/12/engineers-working-...

    • Ese es el título del artículo
  • Me gustó el documental reciente “It's Quieter in the Twilight” (2022), sobre el equipo que mantiene estas naves en funcionamiento y desarrolla actualizaciones de software
    https://m.imdb.com/title/tt17658964/