一台运行近47年的计算机，在240亿公里之外被修(xiu)好了，将继续与人类保持联(lian)系。
这是一场属于星际的浪漫。
美国航天局喷气推进实验室近期发(fa)布公报，由于修(xiu)复方案取(qu)得成(cheng)效，已向太空发(fa)射近47年的人造航天器(qi)“旅行者1号”探测器(qi)，时隔5个月再次发(fa)回了有关其工程系统健康状态的可读数据。
自1977年被发(fa)射后，“旅行者1号”便是一位勤勤恳恳的“模范生”，其搭载(zai)的计算机一直(zhi)工作到现在没断过电，至今保持着“连续开机时长最长计算机”的吉尼斯世界纪录，时刻为人类展示着未曾涉足的深空。
在它的帮助下，科学家们(men)获取(qu)了大量关于太阳系内行星的宝贵数据。例(li)如，它发(fa)回了关于木星、土星、天王星和(he)海王星的详细图像，揭示了这些行星的巨大磁场和(he)复杂的气象系统。此外，它还发(fa)现了诸多(duo)太阳系内的卫星，为人类进一步了解太阳系的构成(cheng)提(ti)供了重要(yao)依据。
但在2023年11月份，人类和(he)“旅行者1号”断联(lian)了。准确地说(shuo)，“旅行者1号”还在向地球传输信号，可惜(xi)信号变成(cheng)了无法解读的乱码。经过相关工程团队研(yan)究，通信故障与该探测器(qi)搭载(zai)的1台被称(cheng)为“飞行数据子系统（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(shi)。
如何才能修(xiu)好这一损坏的芯片硬件？答案几乎为不可能。经过近47年飞行后，“旅行者1号”距离地球240多(duo)亿公里，超(chao)过日(ri)地距离约160倍。这一在地球上能被很快(kuai)解决的技术问题，却因为遥远的距离变成(cheng)了难题。
不过，工程师们(men)很快(kuai)转变了思路，既然(ran)芯片无法修(xiu)复，那就索(suo)性(xing)将其取(qu)而代之——将受其影响的代码放置(zhi)在FDS内存(cun)的其他位置(zhi)。然(ran)而大约只有3%的FDS内存(cun)被损坏的芯片影响，却没有一个足够大的新位置(zhi)来容纳完整的代码。对此，工程师们(men)制(zhi)定(ding)了一个极其精细的计划，将受影响的代码划分为多(duo)个部分，再分块存(cun)储在FDS中的不同位置(zhi)。
工程师们(men)于今年4月18日(ri)将新的代码信息(xi)打包送往太空。然(ran)后便开始(shi)了“漫长”的等待(dai)。虽然(ran)传输的速度是光速，但该探测器(qi)目前(qian)离地球太远，无线电信号大约需要(yao)22.5个小时才能到达“旅行者1号”。信号一个来回，便需要(yao)大概2天时间。不过最终还是在4月20日(ri)传来了好消息(xi)：人们(men)发(fa)现修(xiu)复方式有效。5个月以来首次能够检查探测器(qi)的健康状况。
虽然(ran)此次修(xiu)复以圆满结局收场，但地面(mian)团队和(he)“旅行者1号”艰难重建联(lian)系的过程，也再度引发(fa)了人们(men)的担忧，即随着“旅行者1号”一步步探索(suo)更遥远的太空，地面(mian)与其保持有效的联(lian)系将会越来越难，此种深空通信还能持续多(duo)久？
除(chu)了损坏的设备难以修(xiu)复之外，接收通信信号也因距离远而变为一个棘手的问题。“旅行者1号”的信号传输与接收主要(yao)依赖无线电波，而无线电信号的强度与距离的平(ping)方成(cheng)反比(bi)。随着距离越来越远，无线电信号越来越弱，收发(fa)设备自身和(he)宇宙背景产生的噪声干扰就会越来越明显。此外，近半个世纪以来，地球上广播、电视、手机等无线电信号干扰日(ri)益严重，地面(mian)团队也将越来越难以完整地接收到“旅行者1号”的信息(xi)。
当前(qian)地面(mian)站为接收探测器(qi)传来的信号可谓铆足了劲。用于和(he)“旅行者1号”通信的是直(zhi)径70米的全可动抛物面(mian)高增益反射天线，其面(mian)板表面(mian)达到亚毫米级精度。该天线还引入了全息(xi)对齐技术，用来准确聚焦X频(pin)段射频(pin)信号。
即便如此，“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一。为了接收如此微弱的信号，技术人员还需将天线的接收组件冷却到接近绝对零摄(she)氏度，利用超(chao)导效应，实现超(chao)高灵敏(min)度和(he)极低噪声。随后，设备再对接收到的信号进行放大，还原出原始(shi)信号。
然(ran)而，还有一个问题是当前(qian)技术无法跨越的，即探测器(qi)动力源的耗尽(jin)。由于“旅行者1号”离太阳太远，基本上无法利用太阳能，于是用上了原子能——放射性(xing)同位素温差热电池。任务之初，“电池”的初始(shi)输出约为470瓦，随着时间推移，功率以约6.4瓦/年的速度慢慢下降，而且热电偶等装置(zhi)性(xing)能也逐渐退(tui)化，供能效果(guo)逐渐不佳。当前(qian)探测器(qi)的电池已经超(chao)出了其设计寿命。
为了能够将探测器(qi)的工作寿命延长到2027年，也就是其发(fa)射50周年，当前(qian)美国宇航局已关闭了“旅行者1号”的不少子系统、加(jia)热器(qi)和(he)科学仪器(qi)等。届时如果(guo)没有突破性(xing)的解决办法，一旦电池耗尽(jin)，“旅行者1号”仍会继续向银河系中心进发(fa)，只是将再也无法向地球发(fa)回数据了。
不过迄今为止，这一浪漫的星际旅行仍在继续。 （作者：江子扬 来源：经济日(ri)报）