Praca zdalna z 20 miliardów kilometrów i komputer z 64 kilobajtami pamięci. To nie żart, to NASA szuka programisty
Wyobraźcie sobie, że musicie pracować na komputerze, który ma 20 lat. Pewnie cały dzień byłby niekończącym się pasmem frustracji - nie bylibyście w stanie uruchomić na nim żadnego potrzebnego oprogramowania, ani zapewne nawet podłączyć go do Internetu. A teraz wyobraźcie sobie, że ten komputer ma… aż 40 lat.
Z takim właśnie sprzętem muszą pracować inżynierowie z NASA, opiekujący się komputerami pokładowymi takich pojazdów jak Voyager. A komputer Voyagera właśnie kończy 40 lat - powstał w roku 1975. Wymiana nie wchodzi w grę - pojazd znajduje się około 20 miliardów kilometrów od Ziemi.
Fakt, że jeszcze działa, to mały cud. Misja Voyagera miała zakończyć się po eksploracji okolic Saturna i Jowisza, jednak NASA, zachęcona dobrym stanem pojazdu, wielokrotnie ją przedłużała.
Kontakt z sondą utrzymywany jest do dziś, nawet gdy większość sensorów została już wyłączona - łącznie z kamerą, która zakończyła swoją pracę w 1990 roku, robiąc słynne zdjęcie Ziemi, na którym zajmuje ona zaledwie jeden piksel - słynna niebieska kropka.
Komputer pokładowy Voyagera, zajmujący się sterowaniem lotem, ma 64 kilobajty pamięci. Programuje się go bezpośrednio w języku maszynowym, a wysłanie instrukcji do znajdującej się miliardy kilometrów od Ziemi sondy trwa mnóstwo czasu i jest zadaniem odpowiedzialnym. Pomyłka może spowodować brak odpowiedzi, a do przycisku "reset" nie dosięgniemy.
Po co przeprogramowywać Voyagera i inne, znajdujące się daleko od Ziemi sondy?
Właśnie po to, aby dostosować je do zmieniających się warunków. Aby zmienić profil użytkowania urządzeń pokładowych - np. w celu zmniejszenia zużycia energii. Pamiętajmy, żę znajdujące się na pokładzie radioizotopowe generatory termoelektryczne (MHW-RTG - podobne do tych które występują w książce "Marsjanin") stopniowo zmniejszają swoją moc wyjściową. W tej chwili generują już energię elektryczną o mocy jedynie 255 W.
Tego właśnie dokonano pod koniec lat osiemdziesiątych - chcąc przygotować sondę na opuszczenie Układu Słonecznego. Można to porównać do wgrywania nowego firmware'u do telefonu lub telewizora. Przeprogramowano ją wtedy tak, aby stała się maksymalnie autonomiczna i nie wymagała częstych poleceń z Ziemi. Pomyślano wtedy również o możliwościach wysyłania swoistych "pluginów" - choć to pojęcie jeszcze wtedy nie istniało. Główną pętlę oprogramowania Voyagera odtąd można było wzbogacać o procedury wysyłane z Ziemi.
Wtedy też zaczęto odłączanie instrumentów pokładowych, tak, aby jak najdłużej działać na pozostałej baterii.
Z misji międzygwiezdnej, która rozpoczęła się po opuszczeniu rubieży Układu Słonecznego, pojazd wysyła już tylko jeden rodzaj danych telemetrycznych - informacje o wykrytym promieniowaniu. Jak się okazało, był to strzał w dziesiątkę. Potwierdziliśmy w ten sposób istnienie tzw. szoku końcowego - miejsca, gdzie wiatr słoneczny zwalnia i kumuluje się tworząc falę uderzeniową, i rozpoczyna się heliopauza - obszar zewnętrzny wpływu grawitacyjnego Słońca.
Innym wyzwaniem przed jakim stanął zespół inżynierów oprogramowania z NASA kierowany przez Suzanne Dodd był fakt, że w którejś z oryginalnych procedur systemu zaszyty był kod, który miał wyłączyć podsystem kontroli lotem w 2010 roku. Prawdopodobnie nikt nie wyobrażał sobie w 1977 roku, kiedy misja Voyagera się rozpoczęła, że będzie on funkcjonował tak długo. Udało się jednak zdalnie wyłączyć tę funkcję.
Ze względu na czasochłonność misji kosmicznych, coraz większym problemem dla NASA staje się znajdowanie programistów i innych inżynierów, znających stary sprzęt i oprogramowanie. Biorąc pod uwagę, że możliwe są misje trwające dziesiątki, a nawet setki lat, być może powinniśmy pomyśleć nad jakąś metodą zachowania tego typu wiedzy od zapomnienia.
