一台(tai)运行近47年的计算机，在240亿公里之外被修好了，将继续与人类保持联系。
这是一场属于星(xing)际(ji)的浪(lang)漫。
美国航天(tian)局喷气推(tui)进(jin)实(shi)验室近期发布公报，由于修复方案取得成效，已向太空发射(she)近47年的人造航天(tian)器(qi)“旅(lu)行者1号(hao)”探测器(qi)，时(shi)隔(ge)5个月再次发回了有关其工程系统健康状态的可读数据。
自1977年被发射(she)后，“旅(lu)行者1号(hao)”便是一位(wei)勤勤恳恳的“模(mo)范(fan)生”，其搭(da)载的计算机一直工作到现在没断过(guo)电，至今保持着“连续开机时(shi)长最长计算机”的吉尼(ni)斯世界纪录，时(shi)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(da)量关于太阳系内行星(xing)的宝贵数据。例如，它发回了关于木星(xing)、土星(xing)、天(tian)王星(xing)和海王星(xing)的详细图(tu)像，揭(jie)示了这些行星(xing)的巨大(da)磁场和复杂的气象系统。此外，它还发现了诸多太阳系内的卫(wei)星(xing)，为人类进(jin)一步了解太阳系的构成提供了重要依据。
但在2023年11月份，人类和“旅(lu)行者1号(hao)”断联了。准(zhun)确地说，“旅(lu)行者1号(hao)”还在向地球传输信号(hao)，可惜信号(hao)变成了无法解读的乱码。经过(guo)相(xiang)关工程团(tuan)队研究，通信故障与该探测器(qi)搭(da)载的1台(tai)被称为“飞行数据子系统（FDS）”的计算机有关，其中的一个芯片可能(neng)由于宇宙射(she)线撞击或硬件老化而出现了故障，进(jin)而导致软件代码丢失。
如何才能(neng)修好这一损坏的芯片硬件？答案几乎为不可能(neng)。经过(guo)近47年飞行后，“旅(lu)行者1号(hao)”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(neng)被很(hen)快解决的技术问题，却因为遥远的距离变成了难题。
不过(guo)，工程师们(men)很(hen)快转变了思路，既然芯片无法修复，那就索性将其取而代之——将受其影响(xiang)的代码放置在FDS内存的其他位(wei)置。然而大(da)约只有3%的FDS内存被损坏的芯片影响(xiang)，却没有一个足够大(da)的新位(wei)置来容纳完整的代码。对(dui)此，工程师们(men)制(zhi)定了一个极其精细的计划，将受影响(xiang)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)于今年4月18日将新的代码信息打包(bao)送(song)往太空。然后便开始了“漫长”的等待。虽然传输的速度是光速，但该探测器(qi)目前离地球太远，无线电信号(hao)大(da)约需要22.5个小时(shi)才能(neng)到达“旅(lu)行者1号(hao)”。信号(hao)一个来回，便需要大(da)概2天(tian)时(shi)间。不过(guo)最终还是在4月20日传来了好消息：人们(men)发现修复方式有效。5个月以来首次能(neng)够检查探测器(qi)的健康状况。
虽然此次修复以圆满结局收(shou)场，但地面团(tuan)队和“旅(lu)行者1号(hao)”艰难重建联系的过(guo)程，也再度引发了人们(men)的担忧(you)，即(ji)随(sui)着“旅(lu)行者1号(hao)”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，此种深空通信还能(neng)持续多久？
除了损坏的设备难以修复之外，接(jie)收(shou)通信信号(hao)也因距离远而变为一个棘手(shou)的问题。“旅(lu)行者1号(hao)”的信号(hao)传输与接(jie)收(shou)主要依赖无线电波，而无线电信号(hao)的强度与距离的平(ping)方成反比。随(sui)着距离越来越远，无线电信号(hao)越来越弱，收(shou)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。此外，近半个世纪以来，地球上广播、电视、手(shou)机等无线电信号(hao)干(gan)扰日益严重，地面团(tuan)队也将越来越难以完整地接(jie)收(shou)到“旅(lu)行者1号(hao)”的信息。
当前地面站为接(jie)收(shou)探测器(qi)传来的信号(hao)可谓铆足了劲。用于和“旅(lu)行者1号(hao)”通信的是直径(jing)70米的全可动抛物面高增益反射(she)天(tian)线，其面板表面达到亚毫米级精度。该天(tian)线还引入了全息对(dui)齐(qi)技术，用来准(zhun)确聚焦X频段射(she)频信号(hao)。
即(ji)便如此，“旅(lu)行者1号(hao)”的信号(hao)强度也只有通常手(shou)机可接(jie)收(shou)的最弱信号(hao)的十万分之一。为了接(jie)收(shou)如此微弱的信号(hao)，技术人员还需将天(tian)线的接(jie)收(shou)组件冷却到接(jie)近绝对(dui)零摄氏(shi)度，利用超导效应，实(shi)现超高灵敏度和极低(di)噪声。随(sui)后，设备再对(dui)接(jie)收(shou)到的信号(hao)进(jin)行放大(da)，还原出原始信号(hao)。
然而，还有一个问题是当前技术无法跨越的，即(ji)探测器(qi)动力源的耗尽(jin)。由于“旅(lu)行者1号(hao)”离太阳太远，基本上无法利用太阳能(neng)，于是用上了原子能(neng)——放射(she)性同位(wei)素温差(cha)热(re)电池。任务之初，“电池”的初始输出约为470瓦，随(sui)着时(shi)间推(tui)移(yi)，功率以约6.4瓦/年的速度慢慢下降，而且热(re)电偶等装置性能(neng)也逐渐(jian)退化，供能(neng)效果逐渐(jian)不佳。当前探测器(qi)的电池已经超出了其设计寿命。
为了能(neng)够将探测器(qi)的工作寿命延长到2027年，也就是其发射(she)50周年，当前美国宇航局已关闭了“旅(lu)行者1号(hao)”的不少子系统、加热(re)器(qi)和科学仪(yi)器(qi)等。届时(shi)如果没有突破性的解决办法，一旦电池耗尽(jin)，“旅(lu)行者1号(hao)”仍(reng)会继续向银河系中心(xin)进(jin)发，只是将再也无法向地球发回数据了。
不过(guo)迄今为止，这一浪(lang)漫的星(xing)际(ji)旅(lu)行仍(reng)在继续。 （作者：江子扬(yang) 来源：经济日报）