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「ボイジャー1号」は69KBのメモリと8トラックテープレコーダーで動作する

概要

  • Voyager 1 は地球から 240億キロ以上 離れた宇宙空間を航行中
  • 1977年打ち上げ、本来は5年のミッションだったが、今も稼働
  • 古い 8トラックテープレコーダー69KBのメモリ で運用
  • 人類初の 恒星間空間探査、唯一無二のデータを送信
  • 幾多の危機を乗り越え、今も 科学的発見 を続ける奇跡の探査機

Voyager 1の概要と驚異的な成功

  • Voyager 1 は現在、地球から 240億キロ以上 離れた宇宙を航行
  • 時速6万km で恒星間空間を飛行中、人類が作った最遠の物体
  • 69KBのメモリ8トラックテープレコーダー でデータを保存・送信
  • 最新スマートフォンの 100万分の1 以下の記憶容量
  • それでも 唯一無二の科学データ を地球に送信し続ける

Voyager 1の設計と初期ミッション

  • 1977年9月5日、Titan-Centaurロケットで打ち上げ
  • 双子機の Voyager 2 は2週間前に別軌道で発射
  • 主目的は 木星と土星のフライバイ観測 とその衛星の撮影・環境測定
  • NASAの JPL が設計、各種センサー・カメラ・磁力計・プラズマ検出器など搭載
  • 設計は 冗長性と耐久性重視、1970年代技術で想定外の長寿命を実現

オンボード技術の詳細

  • コンピュータは アセンブリ言語 で動作、 毎秒8.1万命令 を実行
  • スマートフォンの 約7,500分の1 の処理速度
  • データ伝送速度は 160bps、ダイヤルアップ回線の 約1/125 の速度
  • アンテナ出力は 22.4ワット、冷蔵庫の電球程度
  • 地球到達時の信号は 0.1ナノナノワット 未満、超高感度受信機で検出

「8トラックテープレコーダー」の真実

  • 一般的な8トラックカセットとは 全く異なる設計
  • LockheedとOdetics社が製造、 1,076フィート(約328m) の磁気テープを使用
  • 8つのトラックでデータを記録、 宇宙環境専用設計の磁気素材
  • テープは 2,700マイル (約4,350km)使用に耐える耐久性
  • 2007年 に電力節約のため停止、機械的故障は一切なし

Voyager 1の主な発見

  • 1979年木星フライバイ でイオの火山活動を発見、人類初の地球外火山観測
  • 木星大気の複雑な構造や、木星リング、エウロパ氷下海の可能性を示唆
  • 1980年土星フライバイ でタイタンの濃い窒素大気を発見
  • 2012年、太陽圏の端「ヘリオポーズ」を突破、人類初の恒星間空間突入
  • 以降、 宇宙線・磁場・プラズマ などの唯一無二のデータを送信

2025年のスラスター危機と奇跡の復活

  • 2025年、姿勢制御用スラスターの 詰まり問題 でミッション終了危機
  • 主スラスターは 2004年から故障、予備スラスターも劣化
  • 地上からのコマンド送信には 片道23時間、操作は一発勝負
  • JPL技術者が ヒーター電源スイッチの誤作動 を突き止め、復活を試みる
  • 2025年3月20日、コマンド送信→ヒーター起動→スラスター復活に成功
  • チームの士気高揚、 「またしても奇跡のセーブ」 と称賛

Voyager 1の今後と運命

  • 現在 時速6万km で太陽系外縁を航行、毎年 約15億km 進行
  • 約300年後 にオールトの雲の内縁、 約3万年後 に外縁を通過
  • 約4万年後、Gliese 445星の近傍(1.6光年)を通過予定
  • 電力は 2036年頃 まで維持可能と予測、年4ワットずつ減少
  • 科学観測装置を優先し、 1年でも長い運用が唯一のデータを生み出す

ゴールデンレコード:宇宙へのメッセージ

  • 金メッキ銅製ディスク (直径30cm)を機体外部に搭載
  • 116枚の画像、55言語の挨拶、世界の音楽、地球の自然音を収録
  • Carl Sagan主導で編集、「宇宙の漂流瓶」として設計
  • 再生方法や太陽系の位置を記した図も刻印
  • 太陽消滅後も 何十億年 漂う可能性を持つ人類の遺産

Voyager 1が示す人間の創造力

  • 限られた技術資源 で、想定外の長寿命と成果を達成
  • 幾多の 危機管理現場の知恵 で運用継続
  • 人類の 探究心技術力 の象徴
  • 未来の世代に残る、「 宇宙への挑戦」の証拠

Hackerたちの意見

「LinkedInが2.4GBのRAMを使ってる」っていう投稿の隣にこれを見るのは、すごく憂鬱だね。

ユーザーを追跡するのに、ただ宇宙を漂うよりもずっと多くのリソースが必要なんだな。

ボイジャー1号よりも多くのメモリを使ってるウェブサイトは、膨張してると見なされるべきだよ。

スラスタの修正が一番驚いた。2004年から死んでるスラスタを復活させるか、壊滅的な爆発を引き起こすコマンドを送信して、46時間も往復を待ってたんだよね。その間に介入する手段はゼロ。ロールバックもモニタリングダッシュボードもない状態での本番デプロイメントだし、ログには23時間の遅延がある。完璧にやり遂げたね。

ちゃんとした要件定義書があって、人間をほとんど排除できる状況なら、あとは「明日朝一で」みたいな急かす上司がいなければ、エンジニアリングはそんなに難しくないし、むしろ楽しめるよ。

ボイジャー1号をDockerやElectron、何千ものpadLeftを使ったNPMプロジェクトが発明される前に打ち上げたのは良かったね。

テープレコーダーの写真はこちらだよ: https://science.nasa.gov/image-detail/voyager-digital-record...

「黄昏の中は静かだ」という素晴らしいドキュメンタリーがあって、今もボイジャーのミッションを運営している老朽化したチームについて描かれてるよ。 https://www.youtube.com/watch?v=F6L9Du_IFmI

キャリアや意味、仲間、目的についての素晴らしい考察だね。めっちゃ好きだった。

動画は利用できません > アップローダーがこの動画をあなたの国で利用できるようにしていません。これ見たいけど、残念ながらオーストラリアにいるから無理だ。

クラシックな「リアルプログラマーはパスカルを使わない」に出てくる逸話を思い出した。 > カリフォルニアのジェット推進研究所で働くリアルプログラマーたちは、本当に素晴らしい人たちだ。彼らの多くは、パイオニアやボイジャーのオペレーティングシステムを丸暗記してる。大規模な地上のFORTRANプログラムと小規模な宇宙機のアセンブリ言語プログラムを組み合わせて、驚くべきナビゲーションや即興の技を実現してるんだ。6年間の宇宙での旅の後、土星の10キロ幅の窓にぴったり入ったり、壊れたセンサーや無線、バッテリーを修理したりバイパスしたり。あるリアルプログラマーは、ボイジャーの宇宙機の数百バイトの未使用メモリにパターンマッチングプログラムを詰め込んで、木星の新しい衛星を探して、見つけて、写真を撮ったらしい。 > ガリレオ宇宙機の現在の計画は、木星に向かう途中で火星の重力アシスト軌道を使うことだ。この軌道は火星の表面から80 +/-3キロの距離を通過する。これだけの精度でナビゲーションするのに、パスカルプログラム(またはパスカルプログラマー)を信頼する人はいないだろう。この話は皮肉を込めたものだから、どれだけ真実かはわからないけど、これまでの歴史の中で、これらの探査機のメンテナンスをしてきた人たちは、本当に素晴らしいことを成し遂げてきたんだ。 https://homepages.inf.ed.ac.uk/rni/papers/realprg.html

そりゃそうだ、宇宙だからターボパスカルを使わなきゃね。

ボイジャー1号と2号は、僕のお気に入りの人類の科学的成果の一つだよ。技術的な観点から見ると、今の技術に比べて比較的シンプルだけど(それも魅力の一つだけど)、とにかくあれだけ遠くにあって、予定されたミッションの終了時間を過ぎてもまだほぼ機能しているっていうのがすごい。通信もできるし、現代の技術の進歩があっても追いつくのに数十年かかるっていうのが、ほんとに驚きでインスパイアされるよね!

現代の技術の進歩があっても追いつくのに数十年かかるっていうのはどういうこと?詳しく教えてくれる?

ボイジャー1号と2号の成功は、技術だけじゃなくて、特定の惑星の配置を利用して重力アシストを得る能力にも関係してるんだよ。それは175年に一度しか起こらないからね。[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_1#/media/File:Voyager_...

彼らは危険で無謀だよ。人類のために行われたことでも、人類の同意なしにやったんだからね。ダモクレスの剣のような核兵器を持ち込んだ連中と同じくらい、そういう無邪気な科学者たちが嫌いだ。

ミッションプランナーたちが「グランドツアー」を考え出して、軌道や軌跡を計算して太陽系をスリングショットする方法を見つけたことを忘れないで。全部1960年代の技術でやってたんだ。 https://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Tour_program

ボイジャー計画についての好きな話の一つは、外惑星の写真を撮りたかったけど、テープドライブの音が長時間露光を台無しにしちゃったってことなんだ。前にそれについてYouTubeショートを作ったよ。 https://youtube.com/shorts/fssIy-wQisA?si=_HM1fgZKGFfaxWhc

PDP-11に32KBのRAMでLLMが動いてたんだから、これにもLLMをインストールできるはずだよね。

AOCよりもリソースが多いね。