一台运(yun)行(xing)近(jin)47年的计算机，在240亿公里之外被修好了，将继续(xu)与人类保持联系。
这是一场属于(yu)星(xing)际的浪漫。
美国航天局喷气推进实验(yan)室近(jin)期(qi)发(fa)布公报(bao)，由于(yu)修复方案取得成效，已向太(tai)空发(fa)射近(jin)47年的人造航天器“旅行(xing)者1号”探(tan)测器，时隔5个月再次发(fa)回了有关(guan)其工程系统健康(kang)状态的可读数据。
自(zi)1977年被发(fa)射后，“旅行(xing)者1号”便是一位(wei)勤(qin)勤(qin)恳恳的“模范生”，其搭载的计算机一直工作到现在没断过(guo)电，至(zhi)今保持着“连续(xu)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)获取了大量关(guan)于(yu)太(tai)阳系内行(xing)星(xing)的宝贵数据。例如，它发(fa)回了关(guan)于(yu)木星(xing)、土星(xing)、天王星(xing)和海王星(xing)的详细图像(xiang)，揭示了这些行(xing)星(xing)的巨大磁场和复杂(za)的气象系统。此外，它还发(fa)现了诸多太(tai)阳系内的卫星(xing)，为人类进一步了解(jie)太(tai)阳系的构(gou)成提供了重要依据。
但在2023年11月份，人类和“旅行(xing)者1号”断联了。准确地说，“旅行(xing)者1号”还在向地球传输信号，可惜信号变成了无(wu)法解(jie)读的乱码。经过(guo)相(xiang)关(guan)工程团队(dui)研究，通信故障与该探(tan)测器搭载的1台被称(cheng)为“飞行(xing)数据子系统（FDS）”的计算机有关(guan)，其中的一个芯片可能由于(yu)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？答案几乎为不可能。经过(guo)近(jin)47年飞行(xing)后，“旅行(xing)者1号”距离地球240多亿公里，超过(guo)日地距离约160倍。这一在地球上能被很快解(jie)决的技术问题(ti)，却因(yin)为遥远的距离变成了难题(ti)。
不过(guo)，工程师们(men)很快转变了思路，既然芯片无(wu)法修复，那(na)就索性将其取而代之——将受其影响的代码放置在FDS内存的其他位(wei)置。然而大约只(zhi)有3%的FDS内存被损坏的芯片影响，却没有一个足够大的新位(wei)置来容纳完(wan)整的代码。对此，工程师们(men)制定了一个极其精细的计划，将受影响的代码划分为多个部分，再分块存储在FDS中的不同位(wei)置。
工程师们(men)于(yu)今年4月18日将新的代码信息打包送往太(tai)空。然后便开始(shi)了“漫长”的等待。虽(sui)然传输的速度是光速，但该探(tan)测器目前离地球太(tai)远，无(wu)线电信号大约需要22.5个小时才能到达“旅行(xing)者1号”。信号一个来回，便需要大概2天时间(jian)。不过(guo)最终(zhong)还是在4月20日传来了好消息：人们(men)发(fa)现修复方式有效。5个月以来首(shou)次能够检查探(tan)测器的健康(kang)状况。
虽(sui)然此次修复以圆满结局收场，但地面团队(dui)和“旅行(xing)者1号”艰难重建联系的过(guo)程，也再度引发(fa)了人们(men)的担忧，即随着“旅行(xing)者1号”一步步探(tan)索更(geng)遥远的太(tai)空，地面与其保持有效的联系将会越来越难，此种深空通信还能持续(xu)多久(jiu)？
除了损坏的设备(bei)难以修复之外，接(jie)收通信信号也因(yin)距离远而变为一个棘手的问题(ti)。“旅行(xing)者1号”的信号传输与接(jie)收主要依赖(lai)无(wu)线电波，而无(wu)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(wu)线电信号越来越弱，收发(fa)设备(bei)自(zi)身和宇宙背景产生的噪声干扰就会越来越明(ming)显。此外，近(jin)半个世纪以来，地球上广(guang)播、电视、手机等无(wu)线电信号干扰日益严重，地面团队(dui)也将越来越难以完(wan)整地接(jie)收到“旅行(xing)者1号”的信息。
当前地面站(zhan)为接(jie)收探(tan)测器传来的信号可谓(wei)铆足了劲(jin)。用于(yu)和“旅行(xing)者1号”通信的是直径70米的全(quan)可动抛物面高增益反射天线，其面板表面达到亚毫米级精度。该天线还引入了全(quan)息对齐(qi)技术，用来准确聚焦X频段射频信号。
即便如此，“旅行(xing)者1号”的信号强度也只(zhi)有通常(chang)手机可接(jie)收的最弱信号的十(shi)万分之一。为了接(jie)收如此微弱的信号，技术人员还需将天线的接(jie)收组件冷却到接(jie)近(jin)绝对零摄氏(shi)度，利用超导效应，实现超高灵敏度和极低噪声。随后，设备(bei)再对接(jie)收到的信号进行(xing)放大，还原出原始(shi)信号。
然而，还有一个问题(ti)是当前技术无(wu)法跨越的，即探(tan)测器动力(li)源(yuan)的耗尽。由于(yu)“旅行(xing)者1号”离太(tai)阳太(tai)远，基本上无(wu)法利用太(tai)阳能，于(yu)是用上了原子能——放射性同位(wei)素(su)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(jian)推移，功率以约6.4瓦/年的速度慢(man)慢(man)下降，而且热电偶等装置性能也逐渐退化，供能效果逐渐不佳。当前探(tan)测器的电池已经超出了其设计寿(shou)命。
为了能够将探(tan)测器的工作寿(shou)命延长到2027年，也就是其发(fa)射50周年，当前美国宇航局已关(guan)闭了“旅行(xing)者1号”的不少子系统、加热器和科学仪器等。届时如果没有突破性的解(jie)决办法，一旦电池耗尽，“旅行(xing)者1号”仍会继续(xu)向银河(he)系中心进发(fa)，只(zhi)是将再也无(wu)法向地球发(fa)回数据了。
不过(guo)迄今为止，这一浪漫的星(xing)际旅行(xing)仍在继续(xu)。 （作者：江(jiang)子扬 来源(yuan)：经济日报(bao)）