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NASA、古代のボイジャー1号宇宙船を「ハイルメアリー」スラスター修理で生かす

375日前原文(theregister.com)

概要

  • NASA がVoyager 1の 主要ロールスラスター を20年ぶりに復活。
  • バックアップスラスター の故障リスクにより、緊急の対応が必要だった。
  • 地球との通信には DSS-43アンテナ のみが利用可能だが、現在改修中。
  • スラスター復旧 はVoyager 1の姿勢制御維持に不可欠。
  • ミッションは困難を乗り越え、 宇宙探査の新たな奇跡 を達成。

NASA、Voyager 1のスラスター復活に成功：歴史的宇宙探査の継続

背景と経緯

  • Voyager 1 は1977年に打ち上げられ、 約50年間 運用を継続すること
  • 2004年に 主要ロールスラスター がヒーター故障で停止、以降は バックアップスラスター を使用すること
  • 燃料ラインの詰まり により、バックアップスラスターも今秋にも故障する恐れが高まっていたこと
  • 姿勢制御 が失われると、地球との通信が困難になり、ミッション継続が不可能となること

技術的課題と対策

  • DSS-43アンテナ （オーストラリア、70m）だけがVoyagerへのコマンド送信可能だが、 改修工事中 で利用可能期間が限られている現状
    • 8月と12月の短い通信ウィンドウのみが利用可能であること
    • 他のアンテナではデータ受信のみ可能で、コマンド送信不可という制約
  • 緊急措置として 主要ロールスラスター の復活を試みること
    • 故障原因が「ヒーターの電源断」だけなら、電源復旧で再稼働する可能性があると仮定すること
    • スラスターのヒーター電源を復旧させ、Voyager 1をガイド星から意図的にずらして自動的にスラスターを作動させること
    • もしヒーターが復旧していなければ、スラスター作動時に小爆発が起こるリスクを覚悟すること

復旧作業と成果

  • 23時間超 の通信遅延を経て、スラスターのヒーターが復旧していることを確認すること
  • JPLのエンジニア が「別の原因があり、修復可能かもしれない」と仮説を立て、復旧作業を提案・実行すること
  • スラスター復活により、 姿勢制御機能 の維持とミッション継続を確保すること

Voyagerミッションの今後

  • 電力低下 や 機器故障 のため、科学観測機器の一部は既に停止していること
  • Voyager 1は過去にも スラスター問題 や データ送信異常 を克服してきた実績があること
  • 両探査機ともいずれは通信不能となるが、 太陽系外縁からの観測 を続けていること
  • 今回の復旧は、 人類史上最も遠い探査機 による宇宙探査の「もう一つの奇跡」として記録されること

Hackerたちの意見

『黄昏の中で静かに』は、2022年のエンジニアに関する映画だよ。[1] 予告編: https://www.youtube.com/watch?v=8vJT8AW0wYw , 広告付きで無料: https://www.youtube.com/watch?v=RIP1p5gAoak

└

この素晴らしい映画の一部は、オーストラリアのキャンベラにある深宇宙ネットワークの70メートルアンテナの数ヶ月間のシャットダウンに関するものでした。偶然にも、ボイジャー1号のスラスターに関する新しいJPLのプレスリリースも、その同じアンテナのさらなるアップグレードのために新たに数ヶ月間（2025年5月から2026年2月まで）シャットダウンされることを詳述しています。このアンテナは、海王星のフライバイの後、黄道の南側を飛行したボイジャー2号に通信できる唯一のアンテナです。スペインとカリフォルニアのDSNステーションは、土星のフライバイの後に黄道の北側を飛行したボイジャー1号に通信することができます。（『The Register』の記事やJPLのプレスリリースに引用されているトッド・バーバーは、映画にも登場します。）

└

おすすめありがとう！昨晩これを見て、続けている人たちの話を聞けてすごく楽しめたよ。

この修正を進めて、何時間も経った後に成功の確認がもらえたら、どれだけ充実感があるんだろう。そんなん、キャリアの残り全部その高揚感を追いかけちゃうよね。

└

明らかに、うまくいったのは素晴らしい結果だけど、代わりに「小さな爆発を引き起こすかもしれない」とJPLが指摘したのも面白かっただろうな。火と氷の結果みたいな感じだね。 https://www.poetryfoundation.org/poems/44263/fire-and-ice

└

影響は少ないですが、通信チェスをお勧めしますよ。過去の自分が天才だったのか、バカだったのかを常に思い出させられます。

└

文字通り、数十億マイルの距離を越えて、みんなが消えたと思っていたものを生き返らせようとしているんですね。

└

もちろん、失敗したら、君は永遠に「ボイジャーIを壊したあいつ」って呼ばれることになるよ。そのコミットを送る前のプレッシャーを想像してみて。

└

さあ、知識を満載した教室にボイジャーたちを送り出すスリルを想像してみて。NASAと全ての教師たちに乾杯！

└

今は「待機日数」の範囲に入ってるね。1日以上の距離に加えて、さらにもう1日。成功の喜びを味わいたいけど、48時間もハラハラしながら待つのはちょっと…どうかな。

こういう瞬間があるから、NASAのロゴを見るたびに腕の毛が立つ理由がわかる。科学だけじゃなくて、素晴らしい人間の業績なんだよね。NASAチーム、すごい仕事してるよ。

└

NASAが持っている、長い確率での成功の話がどれだけ多いか、そして「うっかりミスで全部爆発した」話がどれだけ少ないか、正直驚きだよ。気候オービターの「メートルからインペリアルに変換するのをうっかりしちゃった」話の裏には、アポロ13の乗組員が四角いペグを丸い穴に入れる方法を見つけて、今は呼吸できるようになったっていう奇跡が3つもあるんだから。もちろん、アポロ1の「人とたくさんの配線を純酸素の加圧缶に入れちゃった」って話もあるけど、パーセベランスローバーの「ロケットで自分を持ち上げて、一トンのローバーを優しく地面に降ろすクレーンを作った」っていうのもあるんだよね。

└

何十年にもわたる人間の好奇心、粘り強さ、創造性が詰まった小さな宇宙船が、まだ太陽系の端から私たちにささやいているなんて。

└

もう一つ驚くべきことは、ボイジャーがもうすぐ1光日の距離に達するってことだね。これは完全にSFの領域だけど、リアルなんだよね。

└

子供たちもSpaceXのロゴに似た反応を示すと思う。俺はシャトルの打ち上げを見て育ったし、父は月面着陸を見て育った。今、子供たちはその境界がさらに押し広げられているのを見ている。SpaceXのロケットが発射台に着陸するのを見たときの感動は言葉にできない。子供たちは驚いていたよ。音楽を演奏するマネキンと一緒に車を宇宙に打ち上げたときなんて、もう大興奮だった。「そんなことする人いるの？」って感じ。でも、子供たちにとっては本当にインスピレーションになるんだ。次世代のエンジニアたちは彼をヒーローとして見るだろうね。マスクは宇宙に対する少年のような驚きを失ってないと思う。極端な富ですらそれを奪えない。彼を子供たちのロールモデルとして持てることに感謝してる。彼がやることに賛成できないこともあるけど、彼が子供たちに非常にポジティブで支援的な影響を与えているから、彼のヒーロー像を壊すつもりはない。子供が「パパ、電車を作る計画を見せてもいい？」って言ってくれるのは本当に嬉しいし、その好奇心や驚きを「イーロン・マスクのロケットみたいに」って繋げてくれるのが最高だよ。

└

NASAは素晴らしいPR会社だと思う。俺の意見では、本当のヒーローはCalTech-JPLやアリゾナ州立大学、そしてNASAがロゴを貼り付ける他の機関たちだね。

50年前の技術に対して、極めて低帯域幅のリンクで、数時間の遅延があって、物理的なアクセスなしで、リンクを永久に失うこともなく、デバイスを壊すこともなく、空中更新を行っているなんて信じられない。バイキングコンピュータコマンドサブシステム（CCS）について調べたけど、あまりドキュメントがないんだよね。

└

彼らはいつもそんなに運がいいわけではありません。マーズ・グローバル・サーベイヤーは、悪いアップデートで壊れてしまいました。

└

宇宙には空気がない。虚無のアップデートは？

V’Gerが23世紀に戻ってきて、旅の話をしてくれるのが待ちきれないよ。 https://en.m.wikipedia.org/wiki/Star_Trek:_The_Motion_Pictur...

現在使用中のバックアップロールスラスタは、燃料ラインに残留物がたまっているため危険にさらされている この探査機が体験しているのは、まさに人間らしい経験だね。

現在使用中のバックアップロールスラスターは、燃料ラインに残留物が蓄積しているため、リスクにさらされています。これが原因で、早ければ今秋にも故障する可能性があります。ハイパゴリック燃料システムで残留物がどこから来るのか気になる人がいるかもしれませんが、その答えは、劣化したゴム部品から出るSiO2（シリカ）です。「47年経って、スラスター内部の燃料チューブがシリコン酸化物で詰まってしまった。これは宇宙船の燃料タンクにあるゴムダイアフラムが老化することで生じる副産物です。」 ┕ https://science.nasa.gov/missions/voyager-program/voyager-1/... HNのコメント者がNTRSで関連文書を見つけました。「彼らは、ヘリウム供給を使ってタンク内のテフロンを含むゴム風船を膨らませて、球形のTiタンクからヒドラジン（N2H4）燃料を排出します。N2H4は、宇宙時代の素材さえ劣化させるほど強力だったのかもしれません。」 https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19810001583/downloads/19... ┕ https://news.ycombinator.com/item?id=41525267

1977年に打ち上げられたものとまだ連絡が取れているなんて、科学を続けていて、指令にも応答しているなんて、すごいことですね…たとえそれが成功したかどうかを知るのに23時間待たなければならなくても。

└

成功したかどうかを知るのに23時間待たなければならない それでも、私の最後のオフショアチームよりは早いですね。

└

46時間…運が良ければね！:) コマンドが宇宙船に届くのに23時間、宇宙船の応答が地球に届くのにさらに23時間。運が良ければ、ボイジャープロジェクトはディープスペースネットワークのアンテナ時間を他のプロジェクトと競わなきゃいけないんだ。46時間離れた2つのスロットが取れなかったら、コマンドが受信されて成功裏に処理されたことを確認するために遅延テレメトリーに頼ることになる。

今夏、JPLでディープスペースネットワークのインターンシップのオファーをもらったんだけど、大学院の学位を終わらせるために断らなきゃいけなかった。これが進行中の時にそこにいたかったな！またチャンスがあるといいけど、最近は資金が厳しいんだよね。

俺たちがやるべきことは何かって？あのスラスターシステムを設計したやつを見つけて、公の場で叱りつけてやるべきだよ。スッキリするし、未来のためにもならないしね…