Cập nhật phần mềm cho phần cứng 'cổ xưa' 46 năm tuổi từ khoảng cách 19 tỷ km thế nào

NASA đã phải tận dụng hệ thống ăng-ten vô tuyến khắp thế giới để cập nhật phần mềm cho tàu vũ trụ Voyager cách Trái Đất 19 tỷ km.

Một bản cập nhật riêng đã được các kỹ sư NASA viết riêng cho Voyager. Hệ điều hành cũng được tích hợp thêm giao thức liên lạc và kết nối mới với thiết bị.

Sau khi viết xong, phần mềm phải trải qua quá trình kiểm tra vô cùng nghiêm ngặt trong môi trường mô phỏng không gian trên Trái đất nhằm đảo bảo nó sẽ hoạt động ổn định khi ra ngoài vũ trụ.

Tiếp theo, phần mềm được chuyển sang định dạng và ngôn ngữ mã hóa mà tàu vũ trụ có thể đọc được. Nhiều thiết bị phần cứng lẫn phần mềm của Voyager đã lạc hậu do được phát triển cách đây gần nửa thế kỷ.

Cuối cùng, để chuyển phần mềm ra không gian các kỹ sư dùng mạng không gian sâu của NASA, sử dụng mạng lưới ăng-ten vô tuyến khổng lồ khắp thế giới.

Phần mềm được gửi theo từng phân đoạn và tàu thăm dò cũng cập nhật theo từng đoạn nhỏ, có thể tự động hoặc thiết lập thủ công. Việc cập nhật này kéo dài đến 20 tiếng do hệ thống máy tính trên Voyager đã cũ và khoảng cách quá xa.

Trong quá trình này, Voyager liên tục tự kiểm tra từng phân đoạn phần mềm được cài đặt để đảm bảo phần mềm mới không có xung đột, không gây hại đến hoạt động đang có của tàu vũ trụ. Trong trường hợp bản cập nhật có vấn đề, "cơ chế phòng thủ" của tàu sẽ khởi động và quay về phiên bản trước đó để đảm bảo hoạt động bình thường.

NASA gửi thành công bản cập nhật phần mềm cho Voyager 2 từ khoảng cách 19,9 tỷ km

Space hôm 23/10 đưa tin, NASA vừa hoàn thành việc gửi bản cập nhật phần mềm quan trọng cho tàu thăm dò Voyager 2, hoạt động cách Trái Đất 12 tỷ dặm (khoảng 19,9 tỷ km).

Quá trình gửi dữ liệu đến tàu Voyager 2 mất gần 18 tiếng để hoàn thành. Lần cập nhật này được kỳ vọng giúp Voyager 2 duy trì liên lạc với Trái Đất, kéo dài thời gian hoạt động và tránh gặp lỗi từng xảy ra trên “anh em sinh đôi” Voyager 1.

Năm ngoái, tàu Voyager 1 khi đang hoạt động cách Trái đất hơn 22 tỷ km, từng xảy ra vấn đề về hệ thống điều khiển và chỉnh hướng (AACS), hiệu thống giúp con tàu và ăng-ten của nó hoạt động đúng hướng. Ngoài ra, con tàu còn bị lỗi dữ liệu và gửi dữ liệu rác cho trạm điều khiển dưới Trái Đất. Và vào tháng 9 năm ngoái, NASA cũng đã cập nhật phần mềm cho tàu Voyager 1.

Theo dự kiến, bản cập nhật của Voyager 2 sẽ được khởi chạy vào ngày 28 tháng 10 tới. Sau đó, NASA cũng sẽ gửi bản cập nhật đến tàu Voyager 1.

Bằng cách khai hỏa động cơ đẩy, bộ đôi tàu thăm dò Voyager có thể điều chỉnh ăngten một cách độc lập. Nhưng mỗi lần khai hỏa động cơ, ống nạp nhiên liệu sẽ xuất hiện một lớp cặn. Qua nhiều thập kỷ hoạt động, lớp cặn tích tụ ngày càng nhiều khiến các kỹ sư lo ngại chúng sẽ làm tắc nghẽn hoàn toàn đường ống. Vì vậy, trong tháng 9 và 10/2023, các kỹ sư bắt đầu để tàu vũ trụ xoay nhiều hơn nhằm giảm tần suất khai hỏa động cơ, giúp làm chậm quá trình tích tụ cặn ở các ống nhiên liệu. Tàu sẽ hoạt động thêm ít nhất 5 năm nữa nếu lần điều chỉnh này thành công.

Các tàu thăm dò vũ trụ Voyager 1 và 2 đã được NASA phóng thành công vào năm 1977 nhằm thực hiện sứ mệnh khám phá không gian bên ngoài hệ mặt trời. Sau 45 năm, cả hai vẫn hoạt động, nhưng không thực sự ổn.

Tàu thăm dò không gian Voyager 1 được cập nhật phần mềm

NASA lần đầu tiên báo cáo sự cố với Voyager 1 vào tháng 5 năm 2022. Hệ thống điều khiển và khớp nối (AACS) chịu trách nhiệm điều chỉnh ăng-ten của tàu luôn hướng vào Trái đất, đã gặp lỗi không trả về dữ liệu đo từ xa chính xác. Các kỹ sư NASA sau đó đã tìm ra nguyên nhân - AACS đang gửi dữ liệu qua một máy tính trên bo mạch "cổ lỗ sĩ”, được cho là đã “ngừng hoạt động nhiều năm trước". Phần còn lại của Voyager 1 có vẻ vẫn ổn và thu thập dữ liệu như bình thường.

Vấn đề đã được khắc phục thành công sau khi NASA gửi một lệnh tới AACS của Voyager, hướng dẫn nó sử dụng đúng máy tính để xử lý dữ liệu. Điều này nghe có vẻ giống như một quy trình tự sửa chữa đơn giản, nhưng thực tế hoàn toàn không. Voyager 1 hiện đang hoạt động cách Trái đất hơn 22 tỷ km (vẫn đang di chuyển xa thêm), với nguồn điện thấp và kết nối vô tuyến yếu. Thông thường, tín hiệu vô tuyến mất gần 22 giờ để tới Voyager 1. Ngoài ra, Voyager 1 được thiết kế vào những năm 1970, vì vậy hệ thống máy tính của tàu chắc chắn đã bắt đầu lỗi thời, hoạt động kém hiệu quả hơn.