Phần mềm được cập nhật từ khoảng cách 19 tỷ km thế nào

Để cập nhật phần mềm cho tàu vũ trụ Voyager cách Trái Đất 19 tỷ km, NASA phải tận dụng hệ thống ăng-ten vô tuyến khắp thế giới.

Hai tàu thăm dò Voyager 1 và Voyager 2 của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ NASA được phóng lên không gian cách đây 46 năm để thu thập thông tin ngoài Trái Đất và phần cứng "cổ xưa" của chúng đã lỗi thời.

Năm ngoái, trung tâm kiểm soát trên mặt đất của NASA bắt đầu nhận được dữ liệu vô nghĩa từ hệ thống điều khiển và chỉnh hướng (AACS) trên tàu Voyager 1. Do đó, các kỹ sư cần gửi một bản vá lỗi đến tàu để đảm bảo liên lạc giữa Trái Đất và vũ trụ được duy trì một cách chính xác. Thách thức đặt ra là Voyager 1 và Voyager 2 cách Trái Đất lần lượt 15 tỷ dặm (24 tỷ km) và 12 tỷ dặm (19 tỷ km).

Đầu tiên, các kỹ sư NASA phải viết một bản cập nhật riêng cho Voyager. Hệ điều hành cũng phải tích hợp thêm giao thức liên lạc và kết nối mới với thiết bị. Sau khi viết xong, phần mềm được kiểm tra khả năng hoạt động trong môi trường mô phỏng không gian. Phòng mô phỏng được thực hiện trên Trái Đất, nhằm đảm bảo khi ra ngoài vũ trụ, hệ điều hành sẽ hoạt động ổn định. Quá trình này diễn ra vô cùng nghiêm ngặt để phát hiện mọi vấn đề và nguy cơ tiềm ẩn có thể phát sinh.

Bước tiếp theo, NASA chuyển phần mềm sang định dạng và ngôn ngữ mã hóa mà tàu vũ trụ có thể đọc được. Do Voyager được phát triển cách đây gần nửa thế kỷ, nhiều thiết bị phần cứng lẫn phần mềm đã lạc hậu.

Bước thách thức lớn nhất là gửi phần mềm từ Trái Đất đến tàu vũ trụ. Các kỹ sư dùng mạng không gian sâu của NASA để chuyển phần mềm ra không gian. Hệ thống mạng này sử dụng mạng lưới ăng-ten vô tuyến khổng lồ khắp thế giới để truyền dữ liệu.

Sau khi "bắc cầu" được với Voyager, phần mềm được gửi theo từng phân đoạn. Tàu thăm dò cũng cập nhật phần mềm theo từng đoạn nhỏ. Tùy vào độ phức tạp của dữ liệu, việc cập nhật diễn ra tự động hoặc phải thiết lập thủ công. Do hệ thống máy tính trên Voyager đã cũ và khoảng cách quá xa, việc cập nhật này kéo dài đến 20 tiếng.

Minh họa về tàu thăm dò vũ trụ Voyager. Ảnh: National Geographic

Để đảm bảo phần mềm mới không gây hại đến hoạt động đang có của tàu vũ trụ. Voyager liên tục tự kiểm tra từng phân đoạn phần mềm được cài đặt, đảm bảo mọi thứ hoạt động không có xung đột. Trong trường hợp bản cập nhật có vấn đề, hệ thống máy tính của Voyager sẽ tự động thiết lập "cơ chế phòng thủ" và quay về phiên bản trước đó để đảm bảo hoạt động bình thường.

Bản cập nhật mới đã được kích hoạt từ 28/10. "Đội kỹ sư đối mặt với nhiều thách thức không có sách chỉ dẫn", Linda Spilker, nhà khoa học thuộc dự án Voyager ở Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA, cho biết.

Tàu Voyager 1 được NASA phóng năm 1977, tiến vào không gian liên sao từ năm 2012. Voyager 2 được phóng cùng năm và đang hoạt động bình thường. Trong tháng 9 và tháng 10, NASA cũng bắt đầu để tàu vũ trụ xoay nhiều hơn nhằm giảm tần suất khai hỏa động cơ. Nếu thành công, điều chỉnh này sẽ giúp tàu hoạt động thêm ít nhất 5 năm nữa.