Voyager: Die Geheimnisse der unglaublichen Langlebigkeit der legendären Sonden, die 1977 gestartet wurden

Die beiden Voyager-Sonden flogen im letzten Jahrhundert, in der Dämmerung der 1970er Jahre, ins All, als weder Thomas Pesquet noch Emmanuel Macron geboren wurden! Nachdem ich Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und ihre zahlreichen Monde fotografiert hatte, machte ich das berühmte Familienfoto des Sonnensystems und das legendäre Bild Hellblauer Punkt (Ein blassblauer Punktein Foto der Erde aus einer enormen Entfernung von 6 Milliarden Kilometern), sind diese Raumschiffe auch 47 Jahre nach ihrem Start noch im Einsatz. Lebend, aber verletzt, die Hälfte der wissenschaftlichen Messgeräte wird mittlerweile abgeschaltet, um Energie zu sparen.

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Diese Solidität und Effizienz verdienen natürlich Respekt, aber woher kommen sie? Wie schaffen es die NASA, das JPL (amerikanisches Forschungszentrum für Roboter-Weltraummissionen) und andere Ingenieurteams vor Ort, diese beiden Maschinen heute in Betrieb zu halten, wenn sie beide mehr als 20 Milliarden Kilometer von uns entfernt sind?

„Wir haben sie nicht für eine Lebensdauer von 30 oder 40 Jahren konzipiert [mais] um nicht zu scheitern“

Vergessen wir nicht, dass diese Schiffe die Goldene Schallplatte tragen, unsere Botschaft an mögliche außerirdische Zivilisationen, vor allem aber das Zeugnis des irdischen Lebens, von unseren DNA-Strängen bis zum Gesang der Wale durch unsere Mathematik. Es dauerte ein Jahr, bis die Kommission unter dem Vorsitz des berühmten Astronomen und Astrophysikers Carl Sagan die Elemente auswählte, die in diese mit Nickel und dann mit Gold beschichtete Scheibe eingraviert werden sollten.

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John Casani, Leiter des Voyager-Projekts von 1975 bis 1977, erklärt, in welcher Geisteshaltung und mit welchem ​​Ziel diese unzerstörbaren Maschinen gebaut wurden, als die Informatik noch in den Kinderschuhen steckte. Ja, unzerstörbar, denn es wird geschätzt, dass Voyager 1 und 2 den Tod der Sonne und unseres eigenen Planeten überleben werden …

Einer der Schlüssel ist die Redundanz: Jedes Teil hat sein Doppeltes, und sogar Maschinen sind Doppelte!

Das Prinzip der Komponentenredundanz wird auf den Höhepunkt gebracht, da die Voyager-Sonden selbst ein Duo bilden. Für jedes „lebenswichtige“ System gibt es somit seinen Ersatz, falls ein Problem auftritt. Aber das ist noch nicht alles!

Die Sondenbatterie, die für die Energieversorgung zuständig ist, ist ein thermoelektrischer Generator, der durch den Zerfall des Radioisotops Plutonium 238 arbeitet. Letzteres setzt pro Kilogramm viel Wärme frei (und wird so in Elektrizität umgewandelt) und wenig Gammastrahlung. Seine radioaktive Halbwertszeit beträgt 87 Jahre, es bleibt also ein gewisser Spielraum. Leider hält nichts ewig: Voyager 1 und 2 verlieren jedes Jahr etwa 4 W an Leistung und werden eines Tages so kalt sein wie das eisige Universum …

Dank dieser NASA-Seite können Sie Voyager 1 und Voyager 2 sogar in Echtzeit verfolgen!

Lösungen für das Altern müssen kreativ sein!

Im Jahr 1977 waren Computersprachen nicht mehr die heute verwendeten und waren, was nicht überraschend war, weniger effizient, da einige aktuelle zweizeilige Codes in den damaligen Sprachen (insbesondere Assembler) 15 benötigten. Allerdings sind Computeringenieure, die in Fortran programmieren können, um mit Voyager-Sonden zu kommunizieren, auf der Straße nicht mehr üblich.

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So sendete Voyager 1 während eines großen Fehlers Ende 2023 bedeutungslose Daten, als wären sie aphasisch: Niemand verstand etwas von seinen Signalen. Es dauerte mehrere Monate, bis das Team das Problem herausfand und es aus einer Entfernung von 24 Milliarden Kilometern löste. Der Chip (FDS), auf dem der Speicher gespeichert war, war tatsächlich beschädigt und der Code musste neu geschrieben und dann erneut in das System eingefügt werden. Clever und wissend, dass nicht mehr genügend Speicherplatz zur Verfügung stand, fragmentierten die Computeringenieure dieses entscheidende Programm in Unterteile und nahmen dann im Frühjahr 2024 alles wieder in Betrieb.

Leider verliert Voyager 1 wie Voyager 2 unaufhaltsam Energie und kühlt ab. Eines Tages, oder vielmehr einer kosmischen Nacht, werden sie zu weit weg und erschöpft sein, als dass wir ihnen folgen könnten. Sie werden dann Milliarden von Jahren treiben und dabei die Erinnerung an unsere Existenz und diese Worte von Carl Sagans Sohn mitnehmen: „Hallo von den Kindern der Erde“…

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