47年飞了244亿公里，这艘古老的飞船到底用了什么样的计算机系统能让它维持这么久的？

「封面」

2024年4月20日，在南加州美国宇航局喷气推进实验室的一间会议室里，负责旅行者号任务小组成员们都聚集在一起，探讨关于探索旅行者1号上的一个问题是否已经得到了部分解决。

早上6点40分刚过，当团队收到飞船的回复时，房间里响起了一阵欢呼声: 这是自2023年11月以来，飞船首次返回工程数据。

大家好，我是科学羊🐑，今天这篇我们再谈谈关于旅行者一号的故事。

旅行者1号（Voyager-1），这艘探索太空的先驱飞船，已经在超过200亿公里之外的深空中航行多年。

令人惊叹的是，经过代码调试和软件更新，这艘古老的飞船竟然重新上线，与地球取得了联系。

这不禁让我好奇，究竟是什么样的计算机架构才能经受住如此漫长的时间和无尽的空间的考验？

旅行者1号在五个月前经历了一次严重的电脑故障，而如今它再次与地球通讯成功。这一消息不仅仅是一个技术上的成就，更象征着人类探索宇宙的决心与毅力。

旅行者1号的计算机架构非常独特。

严格来说，它并没有我们现代意义上的计算机，即没有操作系统、RAM 或微处理器。

它诞生于上世纪60年代，使用的是德州仪器的基于CMOS的微控制器芯片，拥有一个16位处理器和70KB的内存。

尽管这内存容量比现在的手机图片缩略图还要小，但已经足够用于传输木星环等重要的科学图像。

存储器采用铜线电路，即使在断电后也能保留数据，这是现代磁盘的前身。

旅行者1号配备了三台计算机：一台主计算机控制其他计算机，一台负责飞行位置和一台遥测数据的控制，每台都有一个备份。这样的架构保证了系统的稳定性和代码的复制能力，详细如下：

• CCS (Command and Control Subsystem)：指令与控制子系统，是旅行者1号的大脑，负责接收和执行从地球发送的命令。

• FS (Flight Data Subsystem)：飞行数据子系统，管理和处理科学仪器的数据。

• AACS (Attitude and Articulation Control Subsystem)：姿态和关节控制子系统，控制探测器的姿态和天线的方向，以确保通信的有效性。

而且，控制系统使用的是IBM在20世纪50年代开发的汇编语言和FORTRAN语言，至今仍在良好运行。

旅行者1号和2号的最新状态-2024/7/12

在经历了50年的不间断工作后，旅行者1号可能因宇宙射线的影响导致一个芯片受损。

工程师们将代码转移到另一个芯片上，并重写了部分代码，类似于一次完整的BIOS更新。飞船使用钚放射性同位素产生的微量电力，这些电力预计将在明年耗尽。

即使能量耗尽，旅行者1号仍然能够在太空中漂泊数十亿年。

它携带了一张金唱片，记录了地球的位置、莫扎特的音乐和来自地球的声音，为了向可能存在的外星生命传递人类的信息。

如果有外星生命发现了这艘飞船，他们会怎么看待它？是视其为原始科技，还是感叹于这种历久弥新的计算机架构的精妙？

也许会惊讶吧！

那么它现在在哪里呢？

如下图所示，绿色部分！

旅行者1号的成功提醒我们，不仅是技术本身，更是其背后的设计与理念值得我们思考。

苍白蓝点，就是地球

结语

旅行者1号，这颗“苍白蓝点”上的使者，带着人类的梦想在宇宙中漂泊。无论未来如何，它都将继续讲述着我们探索未知的故事。

好，今天先这样啦～

科学羊🐏  2024/07/13

祝幸福~ 

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