Привет, дорогие пикабутяне, меня зовут Антон и я преподаю в Екатеринбурге гитару онлайн и вживую. Наконец-то я дорвался до записи следующего урока, сегодня мы разберем песенку нойза эмси "Вояджер", заодно попрактикуемся в переборе. Песня совсем не сложная, но Ваня использует в ней каподастр, а мы не будем))) приятного просмотра и легкого пути вам. Табулатура если нужна, пинайте. Спасибо за комментарии, критику и подписку.
Космический аппарат «Вояджер-1» был создан с целью изучения гигантских планет Солнечной системы и был запущен в 1977 году. Несмотря на то, что он скоро отметит свое 47-летие, он все еще функционирует и остается самым далеким от нас объектом, созданным человеком.
Однако возраст «Вояджера-1» начинает сказываться. В 2023 году аппарат столкнулся с серьезным кризисом из-за неисправности чипа, хранящего часть кода системы полетных данных. Вместо полезной информации он передавал бессмысленные нули и единицы.
Инженерам NASA потребовалось пять месяцев, чтобы выяснить причину проблемы и разработать решение. Путем переноса кода удалось возобновить передачу данных на Землю.
Была отправлена команда, позволяющая аппарату начать работу с двумя из четырех оставшихся инструментов. Специалисты миссии сейчас занимаются повторной калибровкой двух других инструментов и ожидают завершения этого процесса через несколько недель. После этого «Вояджер-1» снова будет готов к научным исследованиям.
Внешний вид АМС "Вояджер". Источник: Яндекс-картинки
Еще в далеком 1977 году, когда еще некоторые из читателей этого канала не даже не родились, НАСА запустило в космическое пространство два АМС (автоматических межпланетных станции) "Voyager-1" и "Voyager-2". Тогда их целью было исследование Юпитера и Сатурна, а срок их работы был рассчитан всего на 5 лет. С того момента прошло уже 45 лет и, как бы кажется, что срок их работы должен прийти к логическому концу. Но нет, их работу стабильно обеспечивают три РИТЭГа, работающие на ядерном топливе: Плутонии-238. Его распад приводит к выработке необходимой для миссии электроэнергии.
Внешний вид АМС "Вояджер". Источник: Яндекс-картинки
РИТЭГ, если кто не знал - это радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Тем не менее, как бы все не звучало оптимистично, работа, даже от РИТЭГ не может быть вечной. Поэтому, уже последние 20 лет аппараты работают не в полную силу. А ввиду того, что зонды с каждым днем отдаляются от Земли, НАСА постепенно снижает энергопотребление отдельных компонентов и модулей этих космических аппаратов. Все это помогает им и в наши дни поддерживать стабильную связь с Землей, хотя время пути сигнала от аппарата к Земле составляет около 1 суток.
Сейчас Voyager-1 находится на расстоянии 23,3 миллиарда километров от Земли. Это 20 световых часов и 33 минуты. Второй аппарат - находится на расстоянии 19 миллиардов километров, это 18 световых часов. Прямая связь с аппаратами в режиме "прием-отправка" или "отправка-прием" занимает 2 суток. Но это не все. Дело в том, что Плутоний-238, который используется на Вояджерах в качестве топлива - очень быстро истощается и это все приведет к тому, что ориентировочно в 2025 году аппараты могут перестать получать необходимую для работы энергию и, в итоге, навсегда отключиться. К счастью, у специалистов НАСА есть план на этот случай. Нужно дистанционно произвести отключение части приборов.
Устройство АМС "Вояджер". Источник: Яндекс-картинки
Фотография Земли и Луны (серп вверху), сделанная "Вояджером-1" 18 сентября 1977 года с дистанции 11.6 миллионов км. Это первая в истории фотография, где наша планета и ее спутник - Луна находится целиком в одном кадре. Источник: Яндекс-картинки
К слову скажем, что отключение некоторых приборов позволит продлить работу зондов на максимально возможный период времени. Это значит, что ученые на протяжении еще нескольких лет смогут получать бесценные научные данные от Вояджеров из глубин, недосягаемого нам сегодня, космоса. В целом, как утверждают специалисты НАСА, данная процедура продлит работу космических аппаратов, вплоть, до 2030 года. Это очень ощутимый срок для того, чтобы были сделаны новые научные открытия. Но как бы все не звучало тревожно и грустно, даже после 2030 года оба зонда не закончат свою научную миссию. Конечно, связь с Землей будет потеряна навсегда, но есть одно большое "но".
Дело в том, что оба аппарата имеют на свое борту установленную круглую алюминиевую коробку, в которой помещена "золотая пластинка". В ней на 115 слайдах содержатся научные данные о Земле и ее континентах, ландшафты Земли, различные сцены из жизни человека и животных, анатомическое строение, приветствия на 55 разных языках, разные звуки Земли, в том числе звуки ветра, дождя и даже, сердцебиение человека. Также, 90 минут музыки, а именно: записи произведений Баха, Моцарта, Бетховена, джазовые композиции и народная музыка стран мира.
Тот самый, установленный на АМС "Вояджер-1" "золотой футляр", а в который положена "золотая пластина" с посланием для внеземных цивилизаций. Источник: Яндекс-картинки
Тот самый, установленный на АМС "Вояджер-1" "золотой футляр", а в который положена "золотая пластина" с посланием для внеземных цивилизаций. Источник: Яндекс-картинки
Подсчитано, что через 20 тысяч лет оба зонда пролетят мимо ближайшей к нам звезды Проксима Центавра, находящейся всего в 4,2 световых годах от Земли. Теперь, на минуточку, представьте себе насколько бесконечны размеры Вселенной. И это за целых 45 лет человеческой жизни два зонда сумели пролететь от Земли всего от 18 до 23 световых часов.
Запуск АМС "Вояджер-2" 20 августа 1977 года. Источник: Яндекс-картинки
Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Много наших материалов вы найдете на нашем сайте. Будем рады, если вы его посетите. Ваша подписка очень важна нам: Пикабу, канал в Телеграмм, сообщество в ВК, YouTube, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе". Всё это помогает развитию нашего проекта "Журнал Фактов".
Почитал комментарии к посту про Вояджер и подивился. Как же изменился мир за какие-то 40 лет. Это некоторый ответ...хм... всем комментаторам сразу.
1.Железки, работающие долгие годы, причём весьма сложные, существуют в количестве. Мы, в нашем мире одноразовых вещей, привыкли, что техника долго не служит. Этому есть разные причины, от запланированного устаревания до маркетинга и реального развития технологий. Но мы мало сталкиваемся в реальной жизни с тем, что реально долго работает. А оно есть. У той же турбины ТЭС срок службы - 40 лет (с рядом оговорок, ну так у неё и условия работы те ещё).
Я сам трогал руками комплекс, отработавший где-то с середины 60-х. И на конец 2010-х годов он был вполне живой и рабочий. Очень интересный дизайн - рабочее место оператора выглядит как рубка звездолёта из 60-х. Вот реально - подковообразный пульт, всё скруглённое, зажигающиеся транспаранты. Тоже из космической отрасли.
И таких вещей много. Мы о них не задумываемся и не встречаемся с ними, потому, когда это происходит, это вызывает вот такую реакцию: "ВАУ, железяка в космосе 40 лет работает!".
Кстати, город, как "машина для жилья". Магистральные подземные трубопроводы в моём районе не меняли с момента моего переезда сюда - это 20 лет. Ремонт их вокруг дома, где я вырос - это примерно 1986 год. :)
2. Восторг по поводу замены "прошивки" на огромном расстоянии. И здесь причина восторга - окружающие нас технологии. Все привыкли, что есть быстрый компьютер, удобный редактор, отладчик. Можно написать код, сразу его собрать и исполнить, посмотреть, как он работает и исправить ошибки. Кажется - а как иначе?
А вот как иначе - краешком застал даже я. Есть большая машина. И вам выделяют терминал и, скажем, два часа машинного времени. Таких терминалов - куда как больше одного и машина обслуживает их по очереди. Так что работает это всё не быстро и с удобной интегрированной средой тоже всё плохо. Если вы будете работать в современном стиле - то только на борьбу с синтаксическими ошибками вы потратите массу времени.
А потому - вдумчиво изучаем листинг программы, исправляем ошибки. Тщательно прорабатываем алгоритмы, сначала на бумаге. А уж потом максимально эффективно используем свои два часа. И хорошо, если так - а ещё раньше вы отправляли в машину код и через сутки в отведённое время получали распечатку. И представьте, как обидно получить ответ "синтаксическая ошибка в строке 173" :)
Потому - никакого чуда, просто иной подход к программированию и отладке.
3. Как вообще это происходит :) Я думаю, что "у нас" и "у них" всё примерно одинаково. Предположим, произошёл отказ железки, которая где-то там, в небесах. После грозных административных движений собирается коллектив людей, которые эту железку делали, и начинает искать причину отказа и пути устранения. Сначала анализируется телеметрия, по результатам строятся различные предположения. Из шкафа вынимается отработочный экземпляр железки и на нём пытаются воспроизвести отказ так, чтобы получить такую же телеметрию. Потом формируют программу...хм... исследований. Железке отправляют команды, по мере необходимости включают служебные, нештатные или редкие режимы. Это большая работа, в ней задействованы десятки людей и организаций, оформляется много бумаг. ЦУП должен выдавать команды, кто-то ещё - работать, например, четвертью мощности от штатной на передачу. При этом анализируется телеметрия с железки, её реакция. И да - в итоге можно найти источник проблемы и как-то её решить, в том числе переписав фрагмент управляющей программы. Потом это всё отлаживают на Земле, на отработочных копиях железки, потом заливают на борт. Это долгая работа. Но в ней нет никакого чуда.
С "Вояджером" всё аналогично. Успеху с коррекцией программы и определением сбойного модуля памяти предшествовала долга работа - "оттуда" получали дамп памяти, анализировали, воспроизводили ситуацию на Земле. Потом корректировали программу, гоняли на имитаторе бортового компьютера, и только потом отправили скорректированное ПО на борт.
4. Питание "Вояджера". Это РИТЭГ. Если очень-очень упрощённо - это цилиндр с плутонием и термопреобразователями. Плутоний распадается, выделяет тепло, тепло преобразуется в электричество. Может работать десятки лет (для этого и делается), но выходная мощность падает. "Космос на службу людям" - подобные (не точно такие!) "батарейки" питали автоматические маяки вдоль Северного морского пути. Можно немного почитать: https://knife.media/riteg/
5. Радиация. Радиация бывает разная и на полупроводниковую электронику действует не очень хорошо :) На флеш-память - так вообще плохо. Самое страшное - тяжёлое заряженная частица, ТЗЧ. Образует в полупроводнике проводящий канал, что приводит к короткому замыканию. Чтобы чип не сгорел - нужно контролировать потребляемый ток и снимать питание при его скачке. Нудно и подробно тут: https://habr.com/ru/articles/189066/
Чтобы всё это парировать - применяют разные решения. От дополнительных разрядов в памяти (например, код Хэмминга - позволяет исправить один исказившийся бит и очень прост в реализации) до троирования узлов и устройств. То есть один узел "размножается" в трёх экземплярах, которые работают одновременно, с одними и теми же входными данными. Тогда и на выходе должно быть одно и то же. Из трёх значений на выходе трёх узлов формируется одно выходное по принципу "два одинаковых из трёх".
Память. Мы привыкли к флешкам и гигабайтам. Однако, 50 лет назад всё было не так. До появления полупроводниковой памяти это вообще для разработчиков ЭВМ была мУка. Пожалуй, вершиной дополупроводниковой технологии является твистор-память. Это...хм... пусть будут магнитные кольца и провода. Вершина - потому что это смогли делать достаточно просто. Но тут подоспела полупроводниковая память - у неё больше ёмкость, меньше энергопотребление, больше скорость. Так что аналогия с флеш здесь не верна.
6. Радиосвязь. "Вы всё врёте, тут мобила в лесу не ловит, а они за миллионы километров прошивку отправляют!". Одно не исключает другого. Вот советский проект "ВеГа". Аэростатные зонды в атмосфере Венере передавали информацию сразу на Землю. Выходная мощность передатчика зонда 4,5 Вт. Чтобы принять такой сигнал на Земле - нужна большая антенна. И скорее всего малошумящие усилители этой антенны охлаждаются жидким азотом. Но это просто по памяти, не полезу проверять. Цитата из Википедии:
-----
В телеметрическом режиме за 30-секундной передачей чистой несущей для доплеровских измерений антеннами РСДБ скорости зонда следовал 270-секундный период передачи 48-битного синхронизирующего слова и 852 битов данных, собранных за предыдущие 30 минут (всего 900 битов в посылке, со скоростью 4 бит/с для первых 840 битов и 1 бит/с для последних 60), а затем ещё одна 30-секундная передача несущей. В режиме координатного излучения, используемом для отслеживания антеннами РСДБ координат и скорости зонда, в течение 330 с в боковых полосах передавались два тона с частотой ±3,25 МГц и подавлением несущей на 20 дБ. На Земле для РСДБ-слежения использовались 20 антенн — 6 на территории СССР, координируемые Институтом космических исследований АН СССР, и 14 по всему миру (в том числе 11 астрономических радиотелескопов и 3 антенны Сети дальней космической связи НАСА), координируемые Национальным центром космических исследований Франции, фактически все крупнейшие радиотелескопы мира, существовавшие в то время.
-----
То есть расплата за сверхдальную связь - это размер антенн и скорость передачи при канале "оттуда". При канале "туда" к этому добавляется большая мощность излучения - ведь "там" большой антенны нет. Вот даже пост на Пикабу на эту тему: Как NASA связывается с космическими аппаратами, находящимися от нас в миллиардах километрах?
Мораль проста - никакого чуда нет. Как пелось в одной старой песенке:
Ты отлично знаешь сам -
Мир наполнен чудесами!
Только эти чудеса
Люди могут делать сами!
Есть просто работа структуры, в которую вложены деньги и которая продолжает...хм...поддерживать свою работоспособность. Ну, вас же не удивляет, что у вас из крана вода течёт и свет горит?
Команда Вояджера уже давно столкнулась с тем, что все старики ушли на пенсию и унесли с собой знания.
Космический корабль был построен в 1975 году и оснащен компьютером времен Atari. Последний человек, который по-настоящему понимает, как это программировать, — 80-летний инженер НАСА Ларри Зоттарелли.
Ларри Зоттарелли в 2015
И он ушел на пенсию в 2015 году.
Космический корабль НАСА «Вояджер-1» находится на расстоянии 20 миллиардов километров от Земли (в 2013 году он стал первым искусственным объектом, покинувшим Солнечную систему ). Основной миссией «Вояджера» было исследование Юпитера и Сатурна, но его миссия вышла далеко за рамки его предполагаемой цели. Излишне говорить, что модернизировать его бортовой компьютер будет немного сложно.
«Это похоже на полет на компьютере Apple II», — сказала Сьюзи Додд, менеджер проекта Voyager. «Это должно быть в музее».
Сюзанна Додд, руководитель проекта полета «Вояджера».
Зоттарелли участвует в миссии "Вояджер" со дня ее запуска: 5 сентября 1977 года. Он работает над системами полетных данных "Вояджера", которые имеют всего 64 килобайта памяти (0,000064 гигабайта) и используют давно вышедший из употребления компьютерный язык.
Чтобы определить, что «Вояджер-1» покинул Солнечную систему, команде пришлось прослушать звук, записанный 8-дорожечным магнитофоном «Вояджера» (звуки межзвездного пространства отличаются от звуков внешних пределов Солнечной системы). Но «Вояджер» был запрограммирован на воспроизведение своих записей по 45 секунд только два раза в год. Додд хотел, чтобы «Вояджер» немного ускорил этот процесс.
Зоттарелли был ее парнем.
«Ларри умеет решать головоломки», - сказала она. «Это как тетрис. Вам нужно выяснить, как все блоки лучше всего сочетаются друг с другом — за исключением того, что когда вы кладете что-то, вам приходится снимать другие».
Понимание того, как это сделать, оказалось огромной проблемой для команды относительно новичков. Додду было всего 16 лет, когда "Вояджер" запустился. Некоторые инструкции затерялись, а в руководствах все равно не так уж много информации.
«У нас часто возникают вопросы о том, как что-то работает», — сказала она. «Люди, которые сейчас работают над проектом, не знают, почему что-то было построено определенным образом, а с «Вояджером», которому уже 38 лет, трудно найти соответствующую документацию».
Практически каждый документ о «Вояджере» был распечатан или записан на бумаге. Каждый раз, когда команда «Вояджера» перемещала локацию, некоторые документы терялись в процессе упаковки.
У Додда есть секретарь, чья постоянная работа — сканирование документов о «Вояджере» в облачную систему документов, чтобы руководства можно было легко найти. Но инженеры не всегда что-то записывают. Некоторые инженеры "Вояджера" скончались, унеся с собой секреты космического корабля.
Например, в прошлом десятилетии команда «Вояджера» осознала, что часть полетного программного обеспечения космического корабля будет отключена в 2010 году. Додд позвонила как можно большему количеству вышедших на пенсию инженеров из команды «Вояджера», но никто не вспомнил, почему эта процедура была запрограммирована в «Вояджере».
Додд и ее команда предположили, что никто не предполагал, что миссия продлится так долго, и команда хотела убедиться, что мощности будет достаточно для некоторых других процедур "Вояджера". Она решила отменить эту команду и продолжить работу "Вояджера".
После ухода Зоттарелли на пенсию, задача состоит в том, чтобы нанять кого-то, кто знает старые языки программирования и не достиг 80-летнего возраста.
«Найти людей, которые могут это сделать, очень мало», — сказал Додд.
Остальная команда Вояджера тоже уже не молода.
Эд Стоун, ученый проекта, он присоединился к команде «Вояджера» в 1972 г
Джефферсон Холл, руководитель полета миссии, он начал работать с командой «Вояджера» в 1978 году.
Том Уикс, инженер по аппаратуре, он начал работать с „Вояджером“ в 1983 г.
Энрике Медина, инженер по системе пространственной ориентации и управления шарнирными соединениями, он присоединился к команде в 1986 году.
Роджер Людвиг, инженер по телекоммуникациям, он работает в команде «Вояджера» с 1989 года.
Полномасштабная модель «Вояджера» в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния.
Деградация электронных компонентов и источника питания? Ой, да ладно. Это же АМЕРИКАНСКАЯ техника! (Шариков vs проф. Преображенский).
П.с. После полёта американских астронавтов во время солнечных вспышек, с прикрытием из цинковой фольги 0,2 мм, и скафандров пошитых на фабрике нижнего белья (лифчиков и трусиков), меня уже сложно удивить. Летали! Конечно, летали! И на Марсе розовое небо. И Вояджер сигналы подаёт. И Ленин такой молодой...Хотя это, из другого кина.
П.п.с. Помним, помним "Мы возвращаемся на Луну". И торжественное заваливание набок самоходного туалета, типа сортир деревенский. Российский аппарат тоже упал? Ну, так Россия и не кричит, что космонавты летали на Луну.
Я правильно понял, что когда все причастные к созданию/программированию/обслуживанию Вояджеров умрут, аппараты/их работу просто некому будет скорректировать в их ахуительно затяжном полёте? Человечество столкнулось с новой проблемой - тупым (чересчур умным? - нужное подчеркнуть) нынешним поколением?
Создателям аппаратов безусловно вечный респект. Вот настоящая профессиональная романтика - ты уже всё, а хреновина, к созданию/настройке которой ты приложил руки, всё ещё действует, притом не n-ная копия, не проект какой-то твой, а именно ТА САМАЯ хреновина
В середине ноября прошлого года «Вояджер-1» неожиданно начал передавать научные данные и показатели телеметрии в нечитаемом виде. При этом аппарат оставался на связи и получал команды с Земли.
Инженеры пришли к выводу, что сбой произошел в компьютере FDS (Flight Data Subsystem), который отвечает за формирование пакетов данных перед отправкой на Землю. Оказалось, что из строя вышел один из чипов памяти, на котором хранились важные элементы программного обеспечения FDS.
Чтобы восстановить работу компьютера, специалисты решили записать утраченный код на другой чип памяти, однако ни на одном из оставшихся чипов не оказалось достаточно свободного места. По этой причине программу пришлось распределить по частям в разных местах FDS таким образом, чтобы компьютер мог без ошибок запускать обновленный код.
Программный патч был отправлен на «Вояджер-1» 18 апреля — с учетом расстояния до аппарата его передача заняла почти 22,5 часа. 20 апреля зонд к радости инженеров прислал в ответ корректные данные телеметрии. В ближайшее время специалисты рассчитывают внести в код FDS исправления, которые позволят «Вояджеру» возобновить и передачу научных данных.
Команда проекта радуется успешной загрузке телеметрии с «Вояджера-1»
