NASA, Voyager 2와의 전체 통신 재개

 (jpl.nasa.gov)
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  • NASA는 안테나 방향 오류로 끊겼던 Voyager 2와의 전체 통신을 2023년 8월 4일 재개했고, 과학·텔레메트리 데이터 수신도 다시 시작됨
  • 통신 장애는 7월 21일 보낸 계획 명령이 안테나를 지구에서 2도 벗어나게 하면서 발생해, 명령 수신과 데이터 송신이 모두 막힘
  • Deep Space Network는 여러 안테나로 반송파 신호를 먼저 잡아 우주선의 생존과 궤적을 확인했지만, 신호가 약해 데이터 복원까지는 하지 못함
  • Canberra의 DSN 시설은 123억 마일, 199억 km 이상 떨어진 Voyager 2에 성간 “shout” 명령을 보냈고, 편도 빛 이동 시간만 18.5시간이 걸림
  • 명령 성공 여부 확인에는 37시간이 필요했으며, 8월 4일 오전 12시 29분 EDT부터 데이터가 돌아와 우주선이 정상 작동하고 예상 궤적을 유지함이 확인됨

안테나 방향 오류로 끊긴 통신

  • 2023년 7월 21일 NASA가 Voyager 2에 보낸 일련의 계획 명령이 의도치 않게 안테나를 지구에서 2도 벗어나게 함
  • 이 변화로 Voyager 2는 NASA Deep Space Network, 즉 DSN의 지상 안테나와 통신할 수 없게 됨
    • 우주선이 보내는 데이터가 DSN에 도달하지 않음
    • 지상 관제팀의 명령도 우주선에 전달되지 않음
  • 당시 Voyager 2는 지구에서 123억 마일, 199억 km 이상 떨어져 있었음

약한 반송파 신호로 먼저 확인한 생존 상태

  • 2023년 8월 1일 DSN은 여러 안테나를 사용해 Voyager 2의 반송파 신호를 감지함
  • 반송파 신호는 우주선이 데이터를 지구로 보낼 때 사용하는 신호임
  • 신호가 너무 약해 데이터를 추출할 수는 없었지만, Voyager 2가 계속 작동 중이고 예상 궤적을 유지한다는 점은 확인됨
  • 임무팀은 원래 Voyager 2가 10월 중순에 안테나를 지구로 향할 것으로 예상했으나, 그 전에 명령을 보내 방향을 되돌리기로 함
    • DSN 안테나를 사용해 Voyager 2에 안테나 회전 명령을 “shout” 방식으로 보냄
    • 이 중간 시도가 실패하면 10월 우주선의 자동 방향 재설정을 기다릴 계획이었음

Canberra DSN의 “shout” 명령과 통신 복구

  • 2023년 8월 4일 NASA는 Voyager 2와의 전체 통신을 재수립함
  • 호주 Canberra의 DSN 시설이 지구에서 123억 마일, 199억 km 이상 떨어진 Voyager 2에 성간 “shout”에 해당하는 명령을 보냄
  • 이 명령은 Voyager 2가 방향을 다시 잡고 안테나를 지구로 향하도록 지시함
  • 명령이 Voyager 2에 도달하는 편도 빛 이동 시간은 18.5시간이었고, 임무 관제팀이 성공 여부를 알기까지는 37시간이 걸림
  • 8월 4일 오전 12시 29분 EDT에 Voyager 2가 과학 데이터와 텔레메트리 데이터를 다시 보내기 시작함
    • 우주선은 정상 작동 중임
    • 예상 궤적을 계속 유지하고 있음

자동 방향 재설정은 예비 복구 수단

  • Voyager 2는 안테나가 지구를 향하도록 매년 여러 차례 방향 재설정을 수행하도록 프로그래밍돼 있음
  • 다음 재설정은 10월 15일로 예정돼 있었고, 이 절차가 통신 재개로 이어질 것으로 예상됐음
  • 임무팀은 통신 공백 기간에도 Voyager 2가 계획된 궤적을 유지할 것으로 봤음

Voyager 임무와 관련 정보

  • Voyager 1은 지구에서 거의 150억 마일, 240억 km 떨어져 있으며 정상 작동을 계속함
  • NASA Jet Propulsion Laboratory가 Voyager 우주선을 제작하고 운영함
  • Voyager 임무는 워싱턴의 Science Mission Directorate 내 Heliophysics Division이 후원하는 NASA Heliophysics System Observatory의 일부임
  • Voyager 우주선에 대한 추가 정보는 NASA Voyager에서 볼 수 있음

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GN⁺   [-]
Hacker News 의견들

  • Voyager가 관련된 소식에는 “휴우”라는 기술 용어가 딱 맞는 순간처럼 느껴짐
    70년대 초에 태어났고, Voyager들은 내 삶 대부분의 시간 동안 계속 날아가고 있었음. 기사에서 Voyager를 보면 늘 눌러보는 일종의 기준점 같은 존재임
    언젠가는 나처럼 결국 멈추겠지만, 그때까지는 계속 앞으로, 더 멀리 나아가길 바람. 70년대 기술로 이런 경이로운 물건을 만들고 아직도 우리를 놀라게 하는 NASA와 JPL 사람들에게 경의를 보냄

    • 우주선 비행 소프트웨어를 만드는 입장에서는 이번 일을 전혀 걱정하지 않았음
      최악의 경우에도 우주선이 10월까지 안테나를 잘못된 방향으로 둔 채 있다가, 그때 다시 교신을 회복했을 것임. Voyager 프로그램에서 비슷한 통신 중단은 이번이 마지막도 아니고, 예전에 안테나 정비 때문에 몇 달간 꺼뒀다가 다시 교신했을 때도 우주선은 멀쩡했던 것으로 기억함
      이런 일이 반복되지 않도록 MOPS 절차는 검토해야 함. 보통은 우주선과 비슷한 운용 조건의 시뮬레이터나 복제 장비에 명령을 먼저 실행해 파괴적인 동작을 하지 않는지 확인하는 게 표준 관행임. 그래도 처음 제목을 봤을 때부터 “ㅋㅋ” 정도였고, 우주선에 장기적인 문제가 생길 거라고는 생각하지 않았음
    • 우리와 달리 Voyager들은 죽은 뒤에도 우리 종과 시대의 흥미로운 유물로 계속 남을 것임
      저 멀리에서 “우리는 여기에 있었다”고 선언하듯 계속 존재한다는 사실이, 묘하게 내 필멸성에 대해서도 마음을 편하게 해줌
    • 나도 73년생이라 같은 이유로 Voyager 탐사선에 늘 애정이 있었음
    • “휴우”보다는 “와우”가 먼저 떠올랐음
      이 “외침”이 통하지 않을 경우를 대비한 계획도 있었으니, 최소 두 가지 방안이 있었고 첫 번째가 잘 먹힌 셈임. 반세기와 지구에서 200억 km가 지난 뒤에도 아직 작동한다는 게 놀라움

  • Voyager 2의 공학이 정말 좋음. Voyager 뒤에 있는 여러 공학 요소를 깊게 다룬 좋은 책이나 다큐멘터리가 있는지 궁금함

  • 아주 먼 미래에 인류가 성간 여행을 할 수 있게 되면, 아직 날아가고 있는 Voyager 1이나 2를 발견해 회수하고, 그 시절 우리가 어떤 존재였는지 배워 아이들에게 이야기해줄지도 모른다는 생각이 듦
    NASA에 따르면 “두 우주선 중 어느 하나가 다른 별에 접근하기까지 최소 4만 년이 걸릴 것”이라고 함

    • Star Trek에 그런 에피소드가 있음

  • 이 프로젝트들이 8트랙 테이프가 음악 매체로 카세트보다 우세하던 1972년에, 50년도 더 전에 시작됐다는 게 놀라움

    • 이미 알 수도 있지만 Voyager 2는 실제로 데이터 저장에 테이프 레코더를 사용함. 제작 당시에는 다른 선택지가 너무 취약하거나 너무 비쌌을 것 같음
      우주선은 비행 데이터와 센서 데이터를 테이프에 기록한 뒤, 주기적으로 지구로 전송함. 2022년 기준으로도 테이프 드라이브는 아직 작동하는 것으로 보임 [1]
      [1] https://space.stackexchange.com/a/15291
    • 애초에 성사된 것 자체가 놀라움. 몇몇 과학자들이 1977년에 천 년에 한 번 올 행성 배열이 가능하다는 걸 알아내고, 탐사선을 보내기 위한 NASA 예산 확보를 밀어붙였음
      자금이 배정될지, 제때 올바른 궤적에 올릴 시간이 있을지도 아슬아슬했음
    • 이런 프로젝트의 엔지니어들은 수십 년이 지난 뒤에도 자신들의 작업이 검증될 때 정말 큰 보람을 느낄 듯함
    • 지금 기술로도 같은 수준의 신뢰성을 달성할 수 있을지 궁금함
      소프트웨어는 복잡성 때문에 50년 이상 작동하는 걸 만들기가 훨씬 어려울까 봐 걱정됨. 장기적으로 숨어 있던 오버플로 버그나 느린 메모리 누수 같은 문제가 생길 확률이 큰 장애물이 될 듯함

  • 이 “외침”이 정확히 무엇으로 구성됐고 어떻게 수행됐는지 더 자세한 설명이 있는지 궁금함

  • Voyager 송신기의 유효 각도가 어느 정도인지 아는 사람이 있는지 궁금함
    신호 중심이 지구 옆으로 약 6,900만 km 빗나가 있었고, 지구 공전 궤도 지름의 20% 정도였음
    차이는 유효 수신 각도였을 테고, 출력을 올려 응답을 받을 수 있었던 것 같음

  • 지구의 누군가가 Voyager 중 하나와 통신을 시작해서 매개변수를 바꾸는 걸 막는 건 무엇인지 궁금함

    • 엄청난 전력과 장비 부족, 그리고 프로토콜 문서가 없다는 점이 먼저 큰 장벽일 듯함
    • 사용 가능한 34m 이상급 무인 접시 안테나를 찾는 것부터 큰 초기 난관으로 보임

  • 이제도 이런 물건을 만들 수 있을까? 내 휴대폰은 1년 넘게 버티면 운이 좋은 편임
    요즘 하드웨어가 50년을 버틴다 해도, 그때쯤이면 대화하는 방법에 대한 지식이 오래전에 사라졌을 것 같은 느낌임. 코드나 펌웨어 일부는 독점일 테고, 계약업체가 망하면 그걸로 끝일 듯함

    • 70년대 인간의 독창성과 공학의 정점을 2020년대 소비자용 제품과 비교하고 있음
      Voyager 수준의 품질 기준으로 우주선을 만들 능력은 분명히 있음. 2023년형 Galaxy 휴대폰에 8억 달러를 쓸 의향이 있다면 Samsung도 기꺼이 지원해줄 가능성이 큼
    • 당연히 지금도 이런 물건을 만들 수 있음
      휴대폰이 1년 만에 고장 난다면 그건 확실히 휴대폰보다는 사용자 쪽 문제임. 대부분의 사람들 휴대폰은 더 오래 감. 몇 년 뒤 업데이트가 끊긴다고 불평하는 것만 봐도 일부 증거가 됨
      오늘날 대부분의 하드웨어는 그렇게 오래 버티도록 기대되지 않고, 설령 버틴다 해도 별 의미가 없는 경우가 많음. 50년 동안 발전이 없었던 게 아니라면 누구도 50년 된 의료 장비를 원하지 않음. 25년 된 컴퓨터도 일반 소비자에게는 별 가치가 없음. 작은 화면의 간단한 워드프로세서와 타자기를 합친 디지털 타자기를 정말 쓰고 싶은지도 생각해볼 일임
      장기 과학 목적의 물건은 집에서 쓰는 물건과 다른 기준, 다른 제약, 다른 종류의 움직이는 부품을 전제로 만들어짐. 특히 극한 환경을 고려할 때 더 그렇다. 이런 물건은 기업보다 수명이 긴 정부, 대학, 기관이 만드는 경우가 많고, 그렇지 않더라도 회사가 문을 닫았을 때 다른 곳이 과학 연구용 장비를 사용할 수 있도록 법을 만들 수 있음
      게다가 모두가 Voyager가 오래전에 죽을 거라고 예상했을 것임. 50년 뒤에도 우연히 돌아가는 냉장고 같은 행운의 사고에 가깝다고 봄
    • 왜 휴대폰이 1년 만에 고장 나는지 궁금함
    • 1970년대 초 자동차 중 아직 도로를 달리는 게 얼마나 될까? 몇 대는 알지만 수집가 소유이고 일상 운행 차량은 아님
    • 그때까지 인증이나 DRM 서버가 오래전에 종료되지 않았다면, 인증서가 이미 만료되어 있을 것 같음
      그런데 그런 목적을 위해 목성 근처 어딘가에 심우주 DRM 서버를 두면 어떨까? 특정 기능을 활성화하는 올바른 구독 없이는 소행성 채굴기를 돌릴 수 없게 말임 ;-)

  • 예전처럼 만들지 않는다는 말은, 오래된 기술 글이 올라올 때마다 반복되어 이제 꽤 지겨움
    우리는 이 정도로 오래 버티도록 설계된 기술을 만들 수 있고 실제로도 만듦. 다만 우리 대부분이 그런 요구사항이나 우선순위를 가진 일을 하지 않을 뿐임
    CRUD API, 데이터 파이프라인, 휴대폰을 50년 이상 버티게 만들 이유는 없고, 그렇게 하는 건 해당 프로젝트의 실제 목표에는 오히려 해로울 가능성이 큼

  • New Horizons가 얼마나 오래 버티는지 보면 될 듯함. 다만 Voyager들은 훨씬 앞서 출발했으니 따라잡기 어렵고, 방사성동위원소 열전발전기도 결국은 고갈됨

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