一台运行近47年的计算机，在240亿(yi)公里之(zhi)外被修好了，将继续与人类保持联系。
这是一场属于星际的浪漫(man)。
美国(guo)航天局喷气推进实验室(shi)近期发布(bu)公报，由于修复方案取得成效，已(yi)向太空发射近47年的人造航天器“旅行者1号”探测器，时隔5个月再次发回了有关其工程系统健康状(zhuang)态的可读数据。
自1977年被发射后，“旅行者1号”便是一位勤勤恳(ken)恳(ken)的“模范生”，其搭载(zai)的计算机一直工作(zuo)到现在没(mei)断过电，至今保持着“连续开(kai)机时长最长计算机”的吉尼斯(si)世界纪录，时刻为(wei)人类展示(shi)着未曾涉足的深空。
在它的帮助下，科学家(jia)们获取了大量关于太阳(yang)系内行星的宝(bao)贵数据。例如，它发回了关于木星、土星、天王星和海王星的详(xiang)细图像，揭示(shi)了这些行星的巨大磁场和复杂的气象系统。此(ci)外，它还发现了诸多太阳(yang)系内的卫星，为(wei)人类进一步了解太阳(yang)系的构成提供了重要依据。
但在2023年11月份，人类和“旅行者1号”断联了。准确地说，“旅行者1号”还在向地球传输信号，可惜(xi)信号变成了无法解读的乱码。经(jing)过相关工程团(tuan)队研究，通信故障与该探测器搭载(zai)的1台被称为(wei)“飞行数据子(zi)系统（FDS）”的计算机有关，其中的一个芯片可能由于宇宙射线撞击或硬件老化而出现了故障，进而导致软件代码丢失。
如何才能修好这一损坏的芯片硬件？答案几乎为(wei)不可能。经(jing)过近47年飞行后，“旅行者1号”距离地球240多亿(yi)公里，超过日地距离约160倍(bei)。这一在地球上(shang)能被很快(kuai)解决的技术问题，却因为(wei)遥远的距离变成了难题。
不过，工程师们很快(kuai)转变了思路，既然芯片无法修复，那就索性将其取而代之(zhi)——将受其影响的代码放置在FDS内存的其他位置。然而大约只有3%的FDS内存被损坏的芯片影响，却没(mei)有一个足够(gou)大的新位置来容纳完(wan)整(zheng)的代码。对此(ci)，工程师们制定了一个极(ji)其精细的计划(hua)，将受影响的代码划(hua)分为(wei)多个部分，再分块存储在FDS中的不同位置。
工程师们于今年4月18日将新的代码信息打包送往太空。然后便开(kai)始了“漫(man)长”的等待。虽然传输的速度是光(guang)速，但该探测器目前离地球太远，无线电信号大约需要22.5个小时才能到达“旅行者1号”。信号一个来回，便需要大概2天时间。不过最终还是在4月20日传来了好消息：人们发现修复方式(shi)有效。5个月以来首次能够(gou)检(jian)查探测器的健康状(zhuang)况。
虽然此(ci)次修复以圆满(man)结局收场，但地面团(tuan)队和“旅行者1号”艰难重建联系的过程，也再度引发了人们的担忧，即随着“旅行者1号”一步步探索更遥远的太空，地面与其保持有效的联系将会越来越难，此(ci)种深空通信还能持续多久(jiu)？
除了损坏的设备难以修复之(zhi)外，接收通信信号也因距离远而变为(wei)一个棘手的问题。“旅行者1号”的信号传输与接收主(zhu)要依赖无线电波，而无线电信号的强度与距离的平方成反比。随着距离越来越远，无线电信号越来越弱，收发设备自身和宇宙背景产生的噪声干(gan)扰就会越来越明显。此(ci)外，近半个世纪以来，地球上(shang)广播、电视、手机等无线电信号干(gan)扰日益严重，地面团(tuan)队也将越来越难以完(wan)整(zheng)地接收到“旅行者1号”的信息。
当前地面站为(wei)接收探测器传来的信号可谓(wei)铆足了劲。用于和“旅行者1号”通信的是直径70米的全可动抛物面高增益反射天线，其面板(ban)表面达到亚毫(hao)米级精度。该天线还引入了全息对齐技术，用来准确聚焦X频段(duan)射频信号。
即便如此(ci)，“旅行者1号”的信号强度也只有通常手机可接收的最弱信号的十万分之(zhi)一。为(wei)了接收如此(ci)微(wei)弱的信号，技术人员还需将天线的接收组(zu)件冷却到接近绝对零摄(she)氏度，利用超导效应(ying)，实现超高灵敏度和极(ji)低噪声。随后，设备再对接收到的信号进行放大，还原出原始信号。
然而，还有一个问题是当前技术无法跨越的，即探测器动力源的耗尽。由于“旅行者1号”离太阳(yang)太远，基本上(shang)无法利用太阳(yang)能，于是用上(shang)了原子(zi)能——放射性同位素温差热电池。任务之(zhi)初(chu)，“电池”的初(chu)始输出约为(wei)470瓦，随着时间推移，功率以约6.4瓦/年的速度慢(man)慢(man)下降(jiang)，而且热电偶等装置性能也逐渐(jian)退化，供能效果逐渐(jian)不佳。当前探测器的电池已(yi)经(jing)超出了其设计寿命。
为(wei)了能够(gou)将探测器的工作(zuo)寿命延长到2027年，也就是其发射50周年，当前美国(guo)宇航局已(yi)关闭了“旅行者1号”的不少子(zi)系统、加热器和科学仪器等。届时如果没(mei)有突(tu)破性的解决办法，一旦(dan)电池耗尽，“旅行者1号”仍会继续向银河系中心进发，只是将再也无法向地球发回数据了。
不过迄今为(wei)止，这一浪漫(man)的星际旅行仍在继续。 （作(zuo)者：江子(zi)扬 来源：经(jing)济日报）