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Die 47 Jahre alte Raumsonde Voyager 1 ist wieder in Kontakt mit der NASA – aber noch nicht aus dem Gröbsten –, nachdem ein technischer Fehler zu einem tagelangen Kommunikationsausfall mit der historischen Mission geführt hat, die sich in Milliarden Kilometern Entfernung im interstellaren Raum befindet.
Voyager 1 verwendet nun einen Funksender, auf den es seit 1981 nicht mehr angewiesen war, um mit seinem Team auf der Erde in Kontakt zu bleiben, während Ingenieure daran arbeiten, herauszufinden, was schief gelaufen ist.
Mit zunehmendem Alter der im September 1977 gestarteten Raumsonde hat das Team schrittweise Komponenten abgeschaltet, um Energie zu sparen, sodass Voyager 1 einzigartige wissenschaftliche Daten über 15 Milliarden Meilen (24 Milliarden Kilometer) zurücksenden kann.
Die Sonde ist die am weitesten von der Erde entfernte Raumsonde und operiert jenseits der Heliosphäre – der Sonnenblase aus Magnetfeldern und Teilchen, die sich weit über die Umlaufbahn von Pluto hinaus erstreckt – wo ihre Instrumente direkt in den interstellaren Raum messen.
Das neue Problem ist eines von mehreren, mit denen das alternde Fahrzeug in den letzten Monaten konfrontiert war, aber das Voyager-Team sucht weiterhin nach kreativen Lösungen, damit der legendäre Entdecker seine kosmische Reise durch unbekannte Gebiete fortsetzen kann.
Ein Funkproblem, das Milliarden Kilometer entfernt liegt
Manchmal senden Ingenieure Befehle an Voyager 1, um einige ihrer Heizelemente einzuschalten und Komponenten aufzuwärmen, die über Jahrzehnte Strahlungsschäden erlitten haben, sagte Bruce Waggoner, Mission Assurance Manager der Voyager. Hitze könne dazu beitragen, Strahlungsschäden umzukehren, die die Leistung von Raumfahrzeugkomponenten beeinträchtigen, sagte er.
Nachrichten werden von der Missionskontrolle im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, über das Deep Space Network der Agentur an Voyager übermittelt. Das Radioantennensystem auf der Erde hilft der Agentur bei der Kommunikation mit Voyager 1 und ihrer Schwestersonde Voyager 2 sowie anderen Raumfahrzeugen, die unser Sonnensystem erkunden.
Voyager 1 sendet dann technische Daten zurück, um zu zeigen, wie es auf Befehle reagiert. Es dauert etwa 23 Stunden, bis eine Nachricht in eine Richtung übermittelt wird.
Doch als am 16. Oktober ein Befehl an den Kühler gesendet wurde, löste etwas das autonome Fehlerschutzsystem des Raumfahrzeugs aus. Wenn das Raumschiff mehr Strom verbraucht, als es sollte, schaltet das Fehlerschutzsystem automatisch nicht unbedingt benötigte Systeme ab, um Energie zu sparen.
Das Team entdeckte das jüngste Problem, als es am 18. Oktober nicht in der Lage war, das Antwortsignal der Raumsonde über das Deep Space Network zu erkennen.
Voyager 1 verwendet seit Jahrzehnten einen seiner beiden Funksender, der aufgrund der verwendeten Frequenz X-Band genannt wird. Der andere Sender, S-Band genannt, der eine andere Frequenz verwendet, wird seit 1981 nicht mehr verwendet, da sein Signal viel schwächer ist als das des X-Bands.
Ingenieure vermuten, dass das Fehlerschutzsystem die Geschwindigkeit reduziert hat, mit der Daten vom Sender zurückgesendet wurden, was die Art des von Voyager 1 an die Monitore des Deep Space Network weitergegebenen Signals verändert hat. Das Voyager-1-Team lokalisierte schließlich später am 18. Oktober die Reaktion der Sonde, indem es die vom Deep Space Network empfangenen Signale durchsuchte.
Doch am 19. Oktober schien die Kommunikation mit Voyager 1 vollständig unterbrochen zu sein.
Das Team geht davon aus, dass das Fehlerschutzsystem noch zweimal ausgelöst wurde, was den X-Band-Sender hätte abschalten und das Raumschiff auf den weniger stromverbrauchenden S-Band-Sender umstellen können, sagte die NASA.
Arbeite an einer Lösung
Während sich das Voyager-1-Team nicht sicher war, ob das schwache S-Band-Signal aufgrund der Entfernung der Raumsonde von der Erde erkennbar sein würde, lokalisierten die Ingenieure des Deep Space Network es.
Das Team wird keine Befehle an Voyager 1 senden, um den X-Band-Sender wieder einzuschalten, bis es herausgefunden hat, was das Fehlerschutzsystem ausgelöst hat, was Wochen dauern könnte. Ingenieure sind vorsichtig, weil sie feststellen wollen, ob mit der Aktivierung des X-Bands potenzielle Risiken verbunden sind.
Wenn es dem Team gelingt, den X-Band-Sender wieder zum Laufen zu bringen, könnte das Gerät möglicherweise Daten weiterleiten, die Aufschluss darüber geben könnten, was passiert ist, sagte Waggoner.
In der Zwischenzeit schickten die Ingenieure am 22. Oktober eine Nachricht an Voyager 1, um zu überprüfen, ob der S-Band-Sender funktionierte, und erhielten am 24. Oktober eine Bestätigung. Aber es ist keine Lösung, auf die sich das Team allzu lange verlassen möchte.
„Das S-Band-Signal ist für den Langzeitgebrauch zu schwach“, sagte Waggoner. „Bisher war es dem Team nicht möglich, damit Telemetrie (Informationen über den Zustand und Status des Raumfahrzeugs) zu erhalten, geschweige denn wissenschaftliche Daten. Aber es ermöglicht uns zumindest, Befehle zu senden und sicherzustellen, dass das Raumschiff immer auf die Erde gerichtet ist. »
Dieser Senderwechsel ist nur einer von mehreren innovativen Hacks, mit denen die NASA die Kommunikationsprobleme der diesjährigen Langzeitmission überwunden hat, darunter das Einschalten alter Triebwerke, um die Antenne von Voyager 1 auf die Erde gerichtet zu halten, und die Suche nach einer Lösung für einen Computerfehler Dadurch wurde der wissenschaftliche Datenfluss der Sonde zur Erde monatelang zum Schweigen gebracht.
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