Hai tàu vũ trụ Voyager 1 và 2 đã vượt xa kế hoạch tuổi thọ hoạt động lẫn đoạn đường bay xa - Ảnh: NASA
Đúng ra dữ liệu phải bằng mã nhị phân (chuỗi các số 1 và 0) nhưng lần này mã nhị phân không đọc được. Tuy gửi dữ liệu trục trặc nhưng tàu vẫn nhận được lệnh từ Trái đất và máy móc hoạt động bình thường.
Một con chip bị lỗi trên con tàu già cỗi 47 tuổi
Tàu Voyager 1 được phóng lên không gian năm 1977 nên lúc gặp sự cố con tàu già cỗi này đã gần 47 tuổi. Để truy tìm nguyên nhân, đầu tiên các kỹ sư NASA đã thử ra lệnh bật và tắt "từ xa" các thiết bị trên tàu. Cách này không thành công.
Họ bèn rà soát lại toàn bộ bộ nhớ trong hệ thống dữ liệu chuyến bay (FDS). FDS có chức năng nhận dữ liệu các phép đo từ các thiết bị khoa học trên tàu và dữ liệu kỹ thuật về tình trạng "sức khỏe" của tàu, sau đó đóng gói dữ liệu truyền về Trái đất.
Đến tháng 12-2023, nhóm phụ trách đã gửi lệnh cho tàu khởi động lại hệ thống FDS nhưng tiếp tục thất bại. Có lúc họ đã lo sợ: "Con tàu vũ trụ thân yêu của chúng ta đã chết. Nó sẽ không bao giờ gửi dữ liệu khoa học hữu ích nữa".
Vào tháng 3-2024, NASA đã xác định nguyên nhân chính gây ra sự cố liên lạc là một con chip có chức năng lưu trữ bộ nhớ đã bị hỏng. Con chip này nằm trong hệ thống FDS của một trong ba máy tính trên tàu.
TS Linda Spilker hiện là nhà khoa học dự án phụ trách hai tàu Voyager 1 và Voyager 2 đã kể lại trên tạp chí Ars Technica (Mỹ) sự cố của tàu Voyager 1 đã ảnh hưởng khoảng 3% bộ nhớ thuộc hệ thống FDS.
Các nhà khoa học tại JPL vui mừng sau khi lần đầu nhận được dữ liệu hữu ích từ tàu Voyager 1 vào tháng 4-2024 - Ảnh: NASA/JPL-Caltech
Do con chip bị lỗi không thể sửa được, điều cần làm là chuyển mã phần mềm trong con chip đó sang phân khúc khác của bộ nhớ. Ngày 18-4-2024, các kỹ sư NASA đã gửi lệnh lên tàu Voyager 1 để mã hóa lại một phần bộ nhớ trong hệ thống FDS và di chuyển phần mã mới này đến một phân khúc khác trong bộ nhớ máy tính.
Phải mất gần hai ngày để truyền lệnh lên tàu và chờ đợi tín hiệu phản hồi. Hàng chục nhà khoa học và kỹ sư nóng lòng ngồi chờ trong phòng hội nghị của JPL hoặc kết nối trực tuyến. TS Spilker thuật lại: "Trong phòng im lặng như tờ. Mọi thứ thật yên tĩnh. Mọi người đều rất nghiêm túc. Họ nhìn vào màn hình máy tính của mình...".
Cuối cùng vào ngày 21-4, tàu Voyager 1 bắt đầu gửi lại dữ liệu hữu ích như trước. TS Spilker kể: "Chúng tôi nhận thấy đột nhiên bùm một phát đã có dữ liệu. Đã có nước mắt, nụ cười và nhiều tiếng vỗ tay. Mọi người đều rất sung sướng và phấn khích vì nối lại liên lạc với tàu Voyager 1. Chúng tôi biết tình trạng sức khỏe của con tàu lần đầu tiên sau năm tháng".
Trung tuần tháng 6-2024, toàn bộ bốn thiết bị khoa học nghiên cứu sóng plasma, từ trường và các hạt trên tàu Voyager 1 gửi dữ liệu khoa học bình thường như trước. Nhóm phụ trách Voyager nhận xét có khả năng con chip lỗi đã bị mòn theo thời gian hoặc bị một hạt năng lượng cao từ tia vũ trụ va vào.
TS Spilker giải thích tàu Voyager đã "đắm mình trong các tia vũ trụ" sau khi đi vào không gian giữa các vì sao. May mắn thay con tàu đã được chế tạo để chống chọi với các tia vũ trụ.
Tổ hợp trạm thông tin không gian sâu thuộc Mạng không gian sâu (DSN) của NASA gần Canberra (Úc) - Ảnh: NASA/JPL-Caltech
Hai tuần mất liên lạc với tàu Voyager 2
Sự kiện sửa chữa từ xa tàu Voyager 1 được xem như "phép lạ" bởi các kỹ sư NASA đã chẩn đoán và sửa chữa tàu ở khoảng cách 24 tỉ km và sửa chữa trong phạm vi hạn chế của công nghệ đã dùng từ thập niên 1960 và 1970.
Lúc đó kỹ thuật còn hạn chế nên JPL không lưu trữ chương trình mô phỏng phần cứng và phần mềm của tàu. Hầu hết tài liệu thiết kế ban đầu đều ở dạng giấy và chưa được số hóa.
Các máy tính trên tàu thuộc thế hệ máy tính thập niên 1970 hoạt động yếu hơn cả đồng hồ kỹ thuật số hiện nay. Các camera theo hệ analog thô sơ hơn cả máy quay phim truyền hình bây giờ. Hệ thống FDS trên tàu vẫn sử dụng ngôn ngữ lập trình cũ mèm Assembly và hệ điều hành 16 bit.
Kỹ sư động cơ đẩy Todd Barber nhận xét tàu Voyager 1 đã lão hóa, bởi vậy khắc phục sự cố giống như áp dụng liệu pháp chăm sóc giảm nhẹ (giảm đau, giảm triệu chứng...) đối với người lớn tuổi mắc bệnh nặng.
Tàu Voyager 2 cũng từng mất liên lạc vào ngày 21-7-2023. Hôm đó, trong lúc chuẩn bị truyền lệnh thường lệ lên tàu, nhóm của TS Suzanne Dodd phát hiện có lỗi trong lệnh bèn sửa lỗi đó nhưng sau đó lại vô ý gửi nhầm phiên bản lỗi làm ăng ten tàu lệch hướng Trái đất.
Từ đó nhóm nghiên cứu không nhận được dữ liệu nữa. TS Dodd kể lại trên tạp chí Wired (Mỹ): "Thật kinh khủng. Lúc đó là khoảnh khắc hoảng loạn vì chúng tôi đã lệch mục tiêu 2 độ, mức độ này thực sự đáng kể".
Nhóm nghiên cứu bèn đưa ra giải pháp: gửi lệnh cho tàu yêu cầu điều chỉnh ăng ten quay đúng hướng Trái đất. Nếu tín hiệu đủ mạnh, tàu vẫn có thể nhận được lệnh mặc dù ăng ten bị lệch.
Sáng ngày 2-8-2023, họ gửi tín hiệu với công suất mạnh nhất có thể bằng cách sử dụng trạm Canberra (Úc) thuộc Mạng không gian sâu (DSN) của NASA. DSN gồm hệ thống ăng ten khổng lồ bố trí tại California (Mỹ), Madrid (Tây Ban Nha) và Canberra (Úc).
Sau khi chờ 37 tiếng, cuối cùng nhóm đã khôi phục liên lạc.
Với kích thước và trọng lượng như chiếc xe hơi nhỏ, hiện nay hai tàu Voyager 1 và 2 đang bay trong không gian giữa các vì sao. Voyager 1 cách Trái đất khoảng 24 tỉ km còn Voyager 2 cách khoảng 21 tỉ km. Bất chấp khoảng cách đáng kinh ngạc này, hai con tàu cũ kỹ vẫn tiếp tục truyền dữ liệu hữu ích từ không gian giữa các vì sao, nơi chưa có bất kỳ vật thể nào do con người chế tạo từng du hành.
Nhóm phụ trách Voyager dự kiến sẽ tiếp tục đương đầu với nhiều trục trặc khác sẽ xảy ra với hy vọng mọi sự cát tường cho đến ngày kỷ niệm 50 năm phóng tàu Voyager (năm 2027).
TS Spilker lạc quan bộc bạch trên tạp chí IEEE Spectrum (Mỹ): "Cứ mỗi vấn đề bất thường xảy ra, chúng tôi lại học thêm về cách làm việc với tàu vũ trụ và vô cùng kinh ngạc trước các chức năng mà các kỹ sư đã xây dựng cho con tàu bằng công nghệ của thập niên 1960 và 1970. Thật tuyệt vời!".
Gần đây vào giữa tháng 10-2024, một sự cố nhỏ đã xảy ra trên tàu Voyager 1. Ngày 16-10, nhóm bay ở Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực (JPL) đã gửi lệnh bật một máy sưởi trên tàu. Do tàu chưa đủ điện chạy máy sưởi nên hệ thống bảo vệ lỗi đã tự động kích hoạt giảm tốc độ máy phát vô tuyến băng tần X để đỡ tốn điện hơn.
Hoạt động này vô tình làm thay đổi tín hiệu của máy phát vô tuyến, do đó Mạng không gian sâu của NASA không dò được tín hiệu từ tàu nữa.
Đến sáng 19-10, tín hiệu liên lạc từ máy phát băng tần X bị mất hoàn toàn. Nhóm bay suy luận hệ thống bảo vệ lỗi đã tự động tắt máy phát băng tần X để chuyển sang dùng máy phát băng tần S vốn là máy phát dự phòng không được sử dụng từ 43 năm nay. Băng tần S sử dụng ít năng lượng hơn và tín hiệu cũng yếu hơn.
Ngày 24-10, cuối cùng nhóm bay đã kết nối lại liên lạc hoàn toàn với tàu. Hiện tại họ đang hy vọng khôi phục khả năng liên lạc của máy phát băng tần X.
------------------------
Một ngày nào đó, khi tàu vũ trụ Voyager đã chết và lang thang trong thiên hà xa tít tắp, giả định nếu người ngoài Trái đất bắt gặp con tàu thì họ vẫn có thể biết rõ Trái đất là gì sau khi đọc thông tin chứa trong chiếc đĩa vàng gắn bên hông tàu. Đĩa vàng này được chế tác như thế nào?
Kỳ tới: Ai chế tác chiếc đĩa vàng trên tàu Voyager?
Đăng ký tại đây
Bình luận hay