Die Flash-Speicher des Marsrovers der NASA verschleißen langsam und stetig

Table Of Contents

• Probleme mit dem Flash-Speicher des Mars-Erkundungsrovers Opportunity der NASA haben sich in den letzten Wochen verschärft
• Flash-Speicher abgenutzt
• Alte Probleme
• Sorgen zwischen den Weihnachtsfeiern
• Überrascht über die Langlebigkeit
• Meilenstein naht
• Softwarefehler

Probleme mit dem Flash-Speicher des Mars-Erkundungsrovers Opportunity der NASA haben sich in den letzten Wochen verschärft

Der Mars-Erkundungsrover Opportunity der NASA erkundet seit über einem Jahrzehnt die marsianische Oberfläche. Die Größe dieser Leistung wird erst wirklich klar, wenn man sagt, dass der Rover ursprünglich nur für 3 Monate überleben sollte. Und wie bei jeder Maschine hat auch der Marsrover im Laufe der Zeit Schäden erlitten, die zu einem Verlust der von Opportunity gesammelten Daten führen.

Flash-Speicher abgenutzt

Seine primäre Mission begann im Januar 2004. Doch mit seinen großen Erfolgen sind unvermeidliche altersbedingte Probleme aufgetreten, und die Missionsingenieure sehen sich mit einer zunehmend besorgniserregenden Phase von „Amnesie“ des Rovers konfrontiert. Opportunity nutzt zwei Arten von Speicher, um Telemetriedaten während der Erkundung der Region Meridiani Planum aufzuzeichnen. Der Schwesterrover Spirit, der leider 2010 nach 6 Jahren Erkundung des Mars den marsianischen Elementen erlag, verwendete dasselbe System. Die beiden Speichertypen sind als „flüchtig“ und „nicht-flüchtig“ bekannt.

„Der Unterschied ist, dass nicht-flüchtiger Speicher alles erinnert, selbst wenn man ihn ausschaltet, während im flüchtigen Speicher alles verloren geht“, sagte John Callas, Projektleiter des Mars-Erkundungsrovers im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. „Flüchtiger Speicher ist wie der traditionelle RAM, den Sie in Ihrem Computer haben; nicht-flüchtiger Speicher verwendet Flash-Speichertechnologie.“

Laut Verfahren werden alle Telemetriedaten im Flash-Speicher des Rovers gespeichert, sodass die Daten sicher bleiben, wenn der Rover während der Nacht auf dem Planeten heruntergefahren wird, genau wie Daten auf Ihren Computern oder Handys, selbst nachdem Sie sie heruntergefahren haben. Allerdings hat dieser Speicher eine Lebensdauer, d.h. es gibt nur eine bestimmte Anzahl von Lese-/Schreibvorgängen, die man darauf ausführen kann, bevor er anfängt, sich abzunutzen. Aufgrund dieser Abnutzung werden beim Herunterfahren des Rovers alle Daten, die im RAM des Rovers gespeichert sind, gelöscht. Nach einem Jahrzehnt ständiger Nutzung ist diese Abnutzung zur Quelle verlorener Daten und unerwarteter Rücksetzereignisse für die Mission geworden.

Alte Probleme

„Die Probleme begannen recht harmlos, aber jetzt sind sie ernster geworden – ähnlich wie bei einer Krankheit, die Symptome waren mild, aber mit der Zeit sind die Dinge ernster geworden“, fügte Callas hinzu. „Jetzt haben wir diese Ereignisse, die wir ‚Amnesie‘ nennen, bei denen der Rover versucht, den Flash-Speicher zu verwenden, aber es nicht konnte, also verwendet er stattdessen den RAM … er speichert Telemetriedaten in diesem flüchtigen Speicher, aber wenn der Rover in den Schlafmodus geht und wieder aufwacht, sind alle (Daten) weg. Deshalb nennen wir es Amnesie – er vergisst, was er getan hat.“

Opportunity nutzt den Mars Odyssey-Satelliten, um Daten an seine Betreiber auf der Erde zurückzusenden. Jedes Mal, wenn Odyssey in der Nähe von Opportunity vorbeifliegt (gemäß seiner Umlaufbahn), werden Befehle an den Rover gesendet und die Telemetriedaten zurück zur Erde gesendet. Wenn der Satellit jedoch nicht in der Nähe des Rovers vorbeifliegt und eine Datenübertragung nicht möglich ist, bemerkten sie, dass einige Daten verloren gingen. Sie fanden heraus, dass der Rover unter einem Flash-Speicherfehler litt und den RAM verwendete, um den Flash-Speicher ganz zu vermeiden. Und als der Rover heruntergefahren wurde, löschte er alle im RAM gespeicherten Daten.

Das Problem mit dem Flash-Speicher ist nun noch problematischer geworden. Da der Rover keine Daten speichern kann, zwingt seine Software den Rover, neu zu starten. Wenn eine Befehlssequenz an den Rover gesendet wird, wird er immer wieder neu gestartet und vergisst, was der vorherige Befehl dem Rover gesagt hat.

„Im Grunde stoppt der Rover, was er tat, weil er sich nicht sicher war, was den Reset verursacht hat“, sagte Callas. „Das unterbricht unsere wissenschaftliche Mission auf der Oberfläche des Mars. Es ist, als ob Sie versuchen, auf einer Familienreise zu fahren – das Auto bleibt alle 5 Minuten stehen. So kommen Sie nicht viel voran!“

Sorgen zwischen den Weihnachtsfeiern

Und jetzt hat sich der schlimmste Albtraum des Rover-Teams gezeigt – Opportunity hat über die Weihnachtsferien die Kommunikation mit der Erde eingestellt. Als das NASA-Team in die Weihnachtsferien ging, gab es eine Reihe von 3 Sol (Mars-Tagen) Plänen, die dem Rover eine Befehlssequenz zum Arbeiten gaben. Am ersten Sol würde der Rover wie erwartet arbeiten, aber am zweiten und dritten Sol würde der Rover nicht nur den Rest der Befehle nicht ausführen, sondern auch die Kommunikation mit der Missionskontrolle einstellen. Glücklicherweise stellte der Rover jedoch die Verbindung zur Station wieder her und setzte seine Operationen gemäß den Befehlen fort.

„Es scheint, dass die Quelle all dieser Probleme auf ein bestimmtes Flash-Speicher-Bank zurückzuführen ist. 7 Bänke werden von Opportunity verwendet, und es ist die 7. Bank, die den Datenverlust, die Rücksetzungen des Rovers und Kommunikationsprobleme auslöst. Jetzt, da der Übeltäter identifiziert wurde, haben die Software-Ingenieure von JPL eine Technik entwickelt, die die Software des Rovers zwingt, die 7. Bank zu ignorieren und die anderen 6 anscheinend gesunden Bänke zu nutzen. Laut Callas ist sein Team wahrscheinlich nur noch ein paar Wochen davon entfernt, die Softwareänderung abzuschließen, damit sie auf Opportunity hochgeladen werden kann.“

Überrascht über die Langlebigkeit

Abgesehen von den jüngsten Ereignissen hat Callas seine Überraschung über die Gesundheit und Langlebigkeit der Mission zum Ausdruck gebracht.

„Der Rover war erstaunlich gesund, wenn man bedenkt, wie viel wir ihn genutzt haben … wir dachten, das Mobilitätssystem wäre schon lange abgenutzt, aber es ist in großartiger Verfassung. „Aber alles könnte jederzeit ausfallen“, sagte er. „Es ist, als hätten Sie einen alternden Elternteil, der ansonsten gesund ist – vielleicht geht er jeden Tag joggen, spielt jeden Tag Tennis – aber man weiß nie, sie könnten mitten in der Nacht einen massiven Schlaganfall erleiden. Deshalb sind wir immer vorsichtig, dass etwas passieren könnte.“

Meilenstein naht

Der Marsrover hat auch zwei Leistungen sehr nahe erreicht. Die erste besteht darin, die Distanz zu vollenden, die einem gesamten Marathon auf dem Mars entspricht. Das Marathon Valley wird so genannt, da der Standort die Distanz markiert, die der Rover überschreiten würde, wenn er dort ankommt. Opportunity hat über 26 Meilen zurückgelegt und hält derzeit den außerirdischen Rekord für jeden Rover – ob robotisch oder von einem Apollo-Astronauten gesteuert.

Laut orbitaler Kartierung des Marathon Valley enthält der Standort eine Vielzahl von Tonmineralien, die nur entstanden sein könnten, als Mars eine Fülle von pH-neutralem Wasser auf seiner Oberfläche hatte. Es hat eine alte Geologie, die bis in die Noachian-Ära zurückreicht, die viel älter ist als der Gale-Krater – wo der Curiosity-Rover der NASA derzeit erkundet. Wie die frühere Erkundung von Opportunity von tonhaltigen Ablagerungen könnten Studien des Marathon Valley wertvolle Daten über die alte, potenziell bewohnbare Marsumgebung liefern.

Softwarefehler

Die Ingenieure haben festgestellt, dass die 7. Flash-Speicherbank an Bord des Rovers den Datenverlust auslöst. Opportunity hat 7 Bänke für Flash-Speicher, und jetzt haben die Software-Ingenieure von JPL eine Technik entwickelt, die die Software des Rovers zwingt, die 7. Bank zu ignorieren und die anderen 6 anscheinend gesunden Bänke zu nutzen.

Laut Callas ist sein Team wahrscheinlich nur noch ein paar Wochen davon entfernt, die Softwareänderung abzuschließen, damit sie auf Opportunity hochgeladen werden kann.

Resource : Discovery