Voyager 1 und 2

@canisrex

erstmal sorry das ich solange nicht geantwortet hab. Hab ich total vergessen :D

canisrex schrieb am 20.12.2023:Eigentlich gehört eine kurze Inhaltsangabe oder Erklärung, warum dieser link gepostet wurde, dazu.

Da hast du völlig recht! Desshalb hol ich das mal nach.

In den Voyager Sonden wurden 3 redundante Computersysteme eingebaut.
Grob beschrieben wie folgt:

Das Communication & Command System; CCS, welches für die Kommunikation zur Erde und das ausführen bzw weiterleiten der Befehle an die verschiedenen Systeme der Sonde zuständig ist.

Das Attitude and Articulation Control System; AACS, welches für die Lageregelung (Ausrichtung der Messinstrumente bzw der Sonde) zuständig ist.
Das AACS hat zwei Betriebsmodis: Einen Gyro-Modus für die hochgenaue Ausrichtung der Instrumentenplattform bei Vorbeiflügen und einen Sternenmodus zur astronomischen Navigation.

Der dritte Computer ist das Flight Data Subsystem; FDS. Dieses speichert gesammelte Daten und schickt diese dann an das CCS damit es zur Erde übertragen werden kann.

Nun zum aktuellen Problem mit Voyager 1

Es scheint so, dass das FDS nicht mehr mit gewissen Subsystemen der Sonde kommunizieren kann. Dies hat zur Folge das gespeicherte Daten nicht mehr zur Erde übertragen werden können. Man hat bei der Übertragung nur noch eine Dauerschleife von sinnlose Daten (wahllose aneinanderreihung von nullen und einsen) empfangen. So als ob das FDS hängen geblieben ist. (Quasi der Bluescreen der Voyager).
Vermutet wird, das etwas innerhalb der elektronischen Systeme durch Strahlung zerstört wurde.(Das muss nicht das FDS oder die Verbindung zum CCS sein, das kann auch ein defekter Sensor auslösen. So ähnlich wie ein defektes USB Gerät einen PC komplett durcheinander bringen kann)

Als erstes hat man versucht einen Reset des FDS durchzuführen. Dies hat aber nicht geklappt bzw man konnte immernoch keine verwertbaren Daten empfangen. Das gute ist aber, dass das CCS und AACS noch normal funktionieren. Das heisst, man kann die Sonde steuern und grundsätzlich mit ihr kommunizieren.
Nun wird versucht eine Lösung zu finden, ohne die Sonde damit zu verwirren so das es nicht zu einem entgültigen abbruch der Verbindung führt. (bspw wenn das AACS dabei gestört würde.) Wie diese mögliche Lösung genau aussehen könnte beschreibt die Nasa nicht oder noch nicht näher.

In der Vergangenheit der Sonden kam es immer mal wieder zu solchen Störungen, welche bisher aber immer mittels einer neuen Software behoben werden konnten. Bspw sind schon einzelne Gyroskope ausgefallen. Auch etliche Messinstrumente sind nicht mehr in Betrieb.

Und noch ein paar nette Daten/Fakten zu Voyager 1

- Die Geschwindigkeit relativ zur Sonne beträgt: 61155 kmh
- Die Sonde ist mittlerweile 24381561600 km von der Erde entfernt
- Die Sonde ist soweit entfernt, dass es 23 Stunden dauert bis ein Befehl bei der Sonde ankommt. Man muss also nach einem Befehl fast 2 Tage warten um zu wissen ob es funktioniert hat.
- Die Übertragungsrate für Echtzeitübertragung beträgt atemberaubende 160 Bits pro Sekunde. Die maximal mögliche Übertragungsgeschwindigkeit (alle 6 Monate) beträgt 1.6 Kilobits pro Sekunde.
- Die Missionszeit ist nun bei stolzen 46 Jahren angekommen. Eigentlich schon unglaublich wie lange diese Dinger am Leben bleiben. Eine technische Meisterleistung!

@Roesti
Vielen Dank, habe ich mit Interesse gelesen.

Die hohe Strahlungsexposition war ja absehbar. Dann muss man davon ausgehen, dass die Schutzvorkehrungen nicht mehr den vollen Schutz gewährleisten? Das könnte man wohl äusserst schlecht fixen.

canisrex schrieb:Dann muss man davon ausgehen, dass die Schutzvorkehrungen nicht mehr den vollen Schutz gewährleisten? Das könnte man wohl äusserst schlecht fixen.

Trotz des besten Schutzes, einbisschen Strahlung kommt wohl immer durch. Und das über die lange Zeit. Ich denke das, wenn die genaue Ursache des Fehlers gefunden wurde, es ev möglich wäre, die Eingaben dieses Sensors oder was auch immer es ist, in der Software zu ignorieren. Das ginge natürlich nur wenn nicht das FDS direkt betroffen ist.

Roesti schrieb:In der Vergangenheit der Sonden kam es immer mal wieder zu solchen Störungen, welche bisher aber immer mittels einer neuen Software behoben werden konnten. Bspw sind schon einzelne Gyroskope ausgefallen

Du hast die Redundanzsysteme unterschlagen bzw nur kurz erwähnt.

Jede Funktion (AACS, FDS, CCS) ist doppelt vorhanden. FDS Nr1 ist seit 1992 defekt, so dass größere Änderungen schwierig sind (vorher hatte man den Reserverechner umprogrammiert und dann umgeschaltet)

Auch die Probleme vor 2 Jahren, sollen auf den defekten FDS zurückzuführen sein.

Am Ende läuft man in Probleme, die einfach bei Projektstart nicht bedacht worden waren. Bei vielen 2 fach Redundanzsystemen kommt heute setzt man auf "STONITH", also das vollständige Abschalten des fehlerhaften Computers.

Im wie weit das man vorgesehen hat und auch die restlichen Computer eingerichtet hat sich nicht an Defekte Compunenten zu wenden, ist halt fraglich:

Das Voyager-Team hat inzwischen den Ursprung dafür gefunden: Das AACS hatte die Telemetriedaten über einen Bordcomputer verschickt, der bekanntermaßen seit Jahren nicht mehr richtig funktioniert. Dieser verfälschte die Daten. Voyager-Projektleiterin Suzanne Dodd sagte, das Team habe das AACS dazu gebracht, die Daten wieder an einen anderen Bordcomputer weiterzuleiten.

Das Team vermutet, dass einer der Bordcomputer einen fehlerhaften Befehl an AACS gegeben hat. Das wiederum bedeutet, dass es auf Voyager 1 noch ein bisher ungelöstes Problem gibt. Danach will das Team jetzt suchen.

Quelle: https://www.golem.de/news/raumfahrt-nasa-behebt-problem-auf-der-raumsonde-voyager-2208-167989.html

@abbacbbc

vielen Dank für die Ergänzungen!

Und es geht doch: Reparatur ohne EU Reparaturgesetz ;)

Und siehe da: Die Reparatur scheint gelungen:

Am Wochenende wurden zum ersten Mal wieder korrekt lesbare Daten zu Gesundheit und Status empfangen.
Der nächste Schritt soll sein, dass sie auch wieder wissenschaftliche Daten aus dem interstellaren Medium sendet, durch das sie seit 2012 fliegt.

.....................

Das Ingenieurteam des JPL entdeckte, dass ein einzelner Chip, der für die Speicherung eines Teils des FDS-Speichers verantwortlich ist, nicht mehr funktionierte.
Da der Chip aus der Ferne natürlich nicht repariert werden kann, beschloss das Team, den betroffenen Code an anderer Stelle im FDS-Speicher zu platzieren.
Da aber kein einziger Speicherplatz groß genug ist, um den gesamten Code zu speichern, musste sie ihn in Abschnitte unterteilen und über den gesamten Bordcomputer verteilen.

Quelle:

https://www.spektrum.de/news/raumsonde-voyager-1-funkt-wieder-verwertbare-daten-zur-erde/2214714

Schön das es noch sowas gibt. Ich knobel gerade mit einer 300x150mm Platine und 6 Mosfets. Außer wegwerfen und neukaufen gibt der Markt nichts her.
Bastel ich selber ??? Ich weiß noch nicht

Ich mußte jetzt echt ein wenig suchen, weil mich das Thema interessiert.

Bilder vom FDS findet man schnell dieses:



Quelle Wikipedia: Datei:Voyager fds.jpeg

Mit dem Hinweis , dass das FDS mit dem ersten CMOS Speicher im Weltraum ausgestattet war.

Mich beschlich aber der Verdacht, dass das oben nicht das FDS sondern nur die FDS CPU + IO ist.

Ich glaube hier habei h ein Bild des Speichers gefunden und ein Chip darauf hat nun das Chaos angerichtet.



Quelle https://www.quora.com/What-kind-of-CPU-were-used-on-Voyager-1-and-2

Dazu passt auch fie Vermutung von Bernd Leitenberger

Ich vermute, dass das FDS das als einziges CMOS-Chips als Speicher einsetzte 288 bit Bausteine einsetzte, da die 1 Kbit Generation erst nach Fertigstellung des Designs auf den Markt kam und von Galileo eingesetzt wurde. Bei 256 nutzbaren Bit (32 für Prüfinformationen) werden nur für die 8 KWorte, rund 16 KByte Speicher eines FDS 512 Bausteine benötigt.

Quelle: https://www.bernd-leitenberger.de/blog/2022/09/23/voyager-inside-datenraten-framemodi-und-der-bandrekorder/#google_vignette

Ich zahle 4x64 Module. Nicht ganz 512 aber ggf wird ja noch weiter "gestacked"

Und sie läuft wieder:

Einen Monat nach der gelungenen Reparatur hat die Weltraumsonde Voyager 1 der NASA jetzt auch wieder wissenschaftliche Daten zur Erde gesendet. Das teilte die US-Weltraumagentur mit und erklärt, es handele sich um Daten, die zwei der vier noch funktionierenden Instrumente gesammelt haben. Die anderen beiden Geräte müssten erst noch rekalibriert werden, das soll in den kommenden Wochen geschehen

Quelle:

https://www.heise.de/news/Nach-der-geglueckten-Reparatur-Voyager-1-schickt-jetzt-wieder-Forschungsdaten-9730491.html

Wer alte SPS programmiert:

Alle Sprungmarken auf den alten Speicherbereich neu setzen und falls dort mehrere Programme abgelegt sind die Zwischenspeicher noch beachten.

Alles easy ... Wenn man weiß was man macht ;)

Beitrag von cRAwler23 (Seite 1)

Zitat @cRAwler23 .:
Nein nicht ganz bei der Geschwindigkeit von ca 17 -20 Km pro sekunde könnte sie in 1030Jahren beim nächsten sein und gerade mal 100 Jahre bis sie im nächsten Sonnensystem seinkönnte . Also es ist aber wenn man unsere Galaxie betraachtet erst eine sehr kleineStrecke die sie zurück gelegt hat aber für unsere Verhältnisse ist das gigantisch und mansollte das nich runter spielen ;)

Mit 1 facher Lichtgeschwindigkeit wären wiein 26 Jahren bei Vega

Sorry aber das ist ausgemachter Quatsch! Voyager 1 ist 1977 gestartet und hat am 14. Mai 2024 eine Entfernung zur Erde von 24,4 Milliarden Kilometer erreicht innerhalb von 47 Jahren. Die nächstliegenden Sonne ist - Alpha Centauri mit nur 4,3 Lichtjahre Entfernung, 40.4 Billionen Kilometer, Voyager 1 bräuchte 75.000 Jahre dafür.

hbselfsuckers schrieb:Alpha Centauri mit nur 4,3 Lichtjahre Entfernung, 40.4 Billionen Kilometer, Voyager 1 bräuchte 75.000 Jahre dafür.

Das bedeuted, dass die nächsten Sonden z.b. in 500 Jahren, die dann in ca. 25 Jahre(1/4 lg) die alten voyager sinnbildlich überholen werden und bei AC 74.475 Jahre schneller resp vorher am Ziel ankommen. ;)

* Das Ziel Alpha Centauri (AC) ist nur ein Vergleich, weiss nicht welches Ziel die voyager selbst haben resp. Richtung.

woher nimmst du diese Erkenntnis (z.b 500 Jahre) ist dies ein Bauchgefühl oder theoretische Faselei. In 500 Jahren haben wir uns vermutlich (Faselei) alle bereits vergiftet oder anderes.

Schau das Sternchen an. Von dort habe ich es genommen und als beispiel deklariert.

Naja egal, nicht das es zu missverständnisse kommt, ist ein fiktiver Wert, darfst auch 200 Jahre nehmen.

Aber ob wir dann 1/4 der Lg schon erreichen, weiss ich nicht, möglich wäre es anhand unserer Technologie Geschwindigkeit, zumindest unbemannt.

Und wenn du weisst wie schnell die Voyager ungefähr ist und die distanz von AC ungefähr kennst, weisst wie lange die Voyager dann hat bis zu dem hypothetisch angenommenen Ziel. Nämlich die oben ungefähre angegebene Zeit.

Und das ist keine faselei.
Es wird mal der zeitpunkt kommen das wir uns theoretisch überholen könnten. Ich male da nicht zu schwarz, uns gibt es als Zivile schon über 2000 Jahre. Da sind 200+ Jahre auch nicht eine Unmöglichkeit.

Klar weiss man nie.

@hbselfsuckers sorry für die inkorrekten Angaben von mir. War fast 20 Jahre her, als ich den Thread hier erstellt hatte, da war ich noch etwas jünger und hatte noch keine mathematischen Vorstellungen von den Distanzen, wenn dann nur grobe und ungenaue.

Interessant in dem Zusammenhang mit den beiden Voyager Sonden ist auch noch die New Horizons Sonde, die etwas schneller ist. Künftige Sonden, die den interstellaren Raum erreichen würden sicherlich da noch weit schneller werden. Aber ja, selbst zu Alpha Centauri, unseren unmittelbaren stellaren Nachbarn bräuchte man Jahrtausende.

Wikipedia: New Horizons

Wie lange bräuchte die Parker Solar Probe Sonde, die eine Maximalgeschwindigkeit von ca. 690.000 Kilometer pro Stunde erreicht hat?

Wikipedia: Parker Solar Probe

cRAwler23 schrieb:Aber ja, selbst zu Alpha Centauri, unseren unmittelbaren stellaren Nachbarn bräuchte man Jahrtausende.

Zum Glück gibts ja in unserem Sonnensystem noch sehr viel zu entdecken! Und bis wir alles gesehen haben, kennen wir ja vieleicht auch eine Methode die Lichtgeschwindigkeit zu knacken. Und wenn nicht, werd ich sowieso nicht mehr da sein. Aber ich freue mich sehr auf die nächsten Jahre der Raumfahrt. Momentan ist soviel Aktivität und auch Interesse wie lange nicht mehr

Roesti schrieb:Zum Glück gibts ja in unserem Sonnensystem noch sehr viel zu entdecken!

Korrekt, die Nachbarschaft innerhalb unseres Sonnensystems ist ja auch der erste Schritt, besonders Mond und Mars als die ersten beiden Etappen. Es ist ja rückblickend noch immer ein Ding, dass man mit der Technologie der 60er und 70er mehrmals auf dem Mond unterwegs war. Das einzig positive am Kalten Krieg war der Wettlauf in der Raumfahrt und die technologischen Sprünge, die man gemacht hatte. Inzwischen müsste da einiges mehr möglich sein, allein wegen der immer kleineren und komplexeren Computertechnologien. Effizientere Energiesysteme und Lebenserhaltung, wie auch schnellere Antriebssysteme. Allein die Monde von Jupiter und Saturn wären schon einen Besuch wert, besonders Europa und Titan. Zumindest hat SpaceX da neue Impulse in diese Richtung gesetzt.

cRAwler23 schrieb:Inzwischen müsste da einiges mehr möglich sein, allein wegen der immer kleineren und komplexeren Computertechnologien.

Theoretisch bestimmt richtig.
Früher war es aber in gewisser Hinsichtt simpler.
Das ganze damals war halt nur auf ein Ziel ausgerichtet:
Schnellstmöglich auf dem Mond zu landen. (Apollo 11)
Dafür wurde auch an der Sicherheit gespart. Man ging ja von um die 50% Chance aus, das die Astronauten wieder lebend auf die Erde zurückkehren. Sowas würde heute niemals akzeptiert werden.
Heute wird auch deutlich mehr erwartet als nur zu landen, ein paar Experimente durchzuführen und Bodenproben zu nehmen. Durch die ganze Technik wird es auch sehr viel komplexer und Fehleranfälliger. Dann dauerts halt auch etwas länger bis sowas zuverlässig funktioniert. Und an der Physik bzw den Antrieben die wir brauchen um in den Orbit zu kommen hat sich leider nicht viel verändert.
Immerhin sind die Startkosten stark gesunken.

cRAwler23 schrieb:Wie lange bräuchte die Parker Solar Probe Sonde, die eine Maximalgeschwindigkeit von ca. 690.000 Kilometer pro Stunde erreicht hat?

690.000km/h = 191.667km/s
Alpha Centauri 4,367LJ
Ich komme auf 6835.29J

*Was mir in der Diskussion fehlt ist der Bremsvorgang, die Sonde muss ein gutes ΔV haben.

Abahatschi schrieb:Was mir in der Diskussion fehlt ist der Bremsvorgang, die Sonde muss ein gutes ΔV haben.

Theoretisch würde ein Vorbeiflug ja auch gehen um Daten zu sammeln

Roesti schrieb:Theoretisch würde ein Vorbeiflug ja auch gehen um Daten zu sammeln

:D finde ich viel zu Schade soweit zu fliegen und nicht anzuhalten.

@Abahatschi
@Roesti
Eine sehr theorethische Diskussion. Die empfangbare Sendeenergie der Sonden sinkt mit dem Quadrat der Entfernung. Selbst wenn sie - in zigtausend Jahren - noch funktionieren würden und von einem Lichtjahre entfernten System Daten senden würden, so würden uns die Signale nicht mehr erreichen weil sie viel zu schwach geworden sind.