2024 年 4 月 20 日，旅行者 1 号的工程团队经过了 5 个月的时间。之后，他们终于再次接收到了探测器传回的有效数据。而这个探测器是 47 年前发射的。

工程团队成员在收到数据的当天，于 NASA 喷气动力实验室的会议室中发出了欢呼。

01.关于旅行者1号

在如今 5G 和 WIFI 已普及的时代，NASA 喷气动力实验室里掌握着最前沿航天技术的工程师们仍在努力使用仅相当于 5G 通信百万分之一的带宽，与上世纪 70 年代出厂的旅行者 1 号保持联络，他们绞尽脑汁地维护其正常运转，还试图从传回的数据中找出一些能发表在《自然》和《科学》上的发现。它能让工程师们如此倾情，是因为它突破了太阳风所能影响的范围，从而看到了人类从未看到过的景象。

旅行者 1 号于 1977 年发射，是距离地球最远的人造航天器，它是一艘无人外太阳系核动力太空探测器，携带有 105 千克的科学探测仪器。1980 年，它完成了原先的主要目标，即探测木星、土星及其卫星与环。同年，它开始了一项拓展任务，即探索日球层顶的区域和边界。到 2024 年 5 月 10 日 15 时这个时间点，旅行者一号与地球的距离是 244 亿公里，也就是 162.AU。

1990 年 2 月 14 日，探测任务全部完成。工程师们决定关闭相机，以节约能源。旅行者 1 号在离地球 60 亿公里外，进行了最后一次拍摄。它拍下了自己眼中的地球。这张地球肖像，是有史以来拍摄距离最遥远的。地球甚至没有占据一个完整的像素。它被命名为“黯淡蓝点”。

02.故障及修复

在 47 年的漫长时光里，旅行者 1 号曾遭遇过诸如“拒绝执行命令”这样的情况，也遭遇过“二进制位翻转”等状况，并且这些情况多次出现，不过最终它都成功地化险为夷了。

本文开头提及的故障最早于 2023 年 11 月 19 日被发现。原本的设定是，旅行者 1 号的飞行数据系统（Data，FDS）承担着打包探测与状态数据的任务。它会通过遥测调制装置（Unit，TMU）以及无线电发射器，将数据以二进制代码的形式发送回地球。故障发生后，旅行者 1 号持续发送重复的“1”以及重复的“0”，这些都是乱码。并且它不再携带任何具有实际效用的数据。

经过一系列检查后，工程团队在今年 3 月予以证实。本次故障的原因是负责存储 FDS 内存的 3 块芯片当中，有一块芯片出现了故障。而导致故障的原因，有可能是芯片老化，也有可能是宇宙射线撞击。虽然因故障芯片而受损的内存仅仅占大约 3%，但是这台已经 47 岁的“老爷机”，已经没有足够大的空间来容纳完整的代码了。所以，只能将这些受损的代码划分成多个部分，然后分散存储在剩余的芯片当中。为了确保位置调整后的代码能够作为一个整体进行运行，在 FDS 内存的其他部分中，对于受损代码位置的引用也都需要进行同步更新，这并不是一件容易的事情。

因为受到带宽的影响，从地球发出的指令到达探测器需要 22.5 小时。这意味着每次发出指令后，需要等待 45 小时才能收到回应。2024 年 4 月 18 日发出位置调整代码，到 4 月 20 日，历经 5 个月，工程团队最终成功接收到旅行者 1 号发回的状态数据，这表明故障修复已经起作用了。后续，NASA 会对 FDS 的代码以及其他受影响的部分进行重新调整，以便让其能够恢复探测数据的发送。

可以说，这台当前人类仍在使用的最慢的电脑，被成功修复了。

03.修复方式及创新

在选择修复方式时，因为这台年代久远的旅行者 1 号，其大部分的原始设计文档依然是尚未数字化的纸质文档，所以只能采用最为原始的方法。NASA 喷气推进实验室旅行者项目的航天器科学家说：“看代码确实只是用眼睛看。”并且还说：“所以我们必须进行三次检查，目的是确保将所有链接放在一起。”

当下代码量庞大的各类探测器或其他航天设备，已有更优解。大部分航天设备在地面配备有硬件和软件模拟器，像近几年大热的“数字卫星”。技术支撑工程师借助数字孪生技术，在脱离硬件环境的情况下测试新程序，这样能确保程序上传至真实设备时不会造成伤害。

天目全数字实时仿真软件是一款硬件行为及仿真平台，基于可视化建模。在航天领域，已能实现基于龙芯等嵌入式处理器的空间站载荷软件的全数字仿真，既支持代码在虚拟仿真平台上运行，又支持代码质量分析等测试任务。在“数字卫星”实践中，基于的卫星超实时仿真子系统是一套开发、仿真和验证基于处理器的姿轨控嵌入式软件的系统，支持与协同仿真，可实现全数字高速闭环仿真运行，适用于姿轨控软件的开发调试和系统测试。

04.重启后的星途

实际上，旅行者1号已经时日无多。

因为无法再依靠太阳光提供电力，所以旅行者 1 号只能依靠自带的放射性热核电池供电。它已经关闭了大部分仪器以延长使用时间，然而随着热核电池输出功率持续衰减，预计在 2025 年，维持探测器最基本系统运行的电能将会耗尽。到那时，进入静默状态的旅行者 1 号依然会继续向银河系中心前行，但是却再也无法向地球发送任何数据。

首先，旅行者 1 号是人造飞行器的先驱者。其次，它还携带着一张铜制镀金唱片。再者，这张唱片包括用 55 种人类语言录制的问候语，内容为“行星地球的孩子（向你们）问好”。机会已经非常小了，但我们依然可以想象：在许多光年之外的地方，可能会有其他的文明发现旅行者 1 号，将金唱片解码，然后惊喜地发现地球人类的存在，并且欣慰地得知他们在宇宙中不是孤单的。

参考文献

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