Флэш-память марсохода NASA медленно и неуклонно выходит из строя

Table Of Contents

• Проблемы с флэш-памятью марсохода NASA Opportunity усилились в последние недели
• Флэш-память вышла из строя
• Проблемы старости
• Беспокойства во время рождественских праздников
• Удивлены долговечностью
• Приближается важная веха
• Программный сбой

Проблемы с флэш-памятью марсохода NASA Opportunity усилились в последние недели

Марсоход NASA Opportunity исследует поверхность Марса уже более десяти лет. Величие этого достижения осознается только тогда, когда говорят, что марсоход изначально должен был прослужить всего 3 месяца. И, как и у каждой машины, даже у марсохода со временем произошли повреждения, которые приводят к потере данных, собранных Opportunity.

Флэш-память вышла из строя

Его основная миссия началась в январе 2004 года. Но с его великими успехами неизбежные возрастные проблемы стали проявляться, и инженеры миссии сталкиваются с все более тревожными случаями «амнезии» марсохода. Opportunity использует два типа памяти для записи телеметрии миссии во время исследования региона Меридиани Плани. Сестра-робот Spirit, которая, к сожалению, succumbed к марсианским элементам в 2010 году после 6 лет исследования Марса, использовала ту же систему. Два типа памяти известны как «летучая» и «нелетучая».

«Разница в том, что нелетучая память запоминает все, даже если вы выключаете питание, а в летучей памяти все исчезает», — сказал менеджер проекта марсохода NASA Джон Каллас из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния. «Так что летучая память похожа на традиционную оперативную память (RAM) в вашем компьютере; нелетучая память использует технологию флэш-памяти.»

В соответствии с процедурой все данные телеметрии хранятся на флэш-накопителе марсохода, так что когда марсоход выключается ночью на планете, данные остаются в безопасности, так же как данные остаются на ваших компьютерах или телефонах даже после их выключения. Однако такая память имеет срок службы, т.е. есть только определенное количество раз, когда вы можете выполнять операции чтения/записи, прежде чем она начнет выходить из строя. Из-за этого износа, когда марсоход выключается, все данные, хранящиеся в оперативной памяти марсохода, стираются. После десятилетия постоянного использования этот износ стал источником потерянных данных и неожиданных событий сброса для миссии.

Проблемы старости

«Проблемы начались довольно безобидно, но теперь они стали более серьезными — как болезнь, симптомы были легкими, но с течением времени все стало более серьезным», — добавил Каллас. «Теперь у нас есть эти события, которые мы называем «амнезией», когда марсоход пытается использовать флэш-память, но не может, поэтому вместо этого использует оперативную память… он хранит данные телеметрии в этой летучей памяти, но когда марсоход засыпает и снова просыпается, все (данные) исчезают. Вот почему мы называем это амнезией — он забывает, что сделал.»

Opportunity использует спутник Mars Odyssey для передачи данных своим операторам на Земле. Каждый раз, когда Odyssey проходил рядом с Opportunity (в соответствии с его орбитой), команды отправлялись марсоходу, и телеметрия отправлялась обратно на Землю. Однако, если спутник не проходил рядом с марсоходом и передача данных была невозможна, они заметили, что некоторые данные терялись. Они выяснили, что марсоход страдает от ошибки флэш-памяти и использует оперативную память, чтобы избежать флэш-памяти вообще. И когда марсоход выключается, он стирает все данные, хранящиеся в его оперативной памяти.

Проблема с флэш-памятью теперь стала еще более проблематичной. Поскольку марсоход не может сохранить данные, его программное обеспечение заставляет его перезагружаться. Если последовательность команд отправляется марсоходу, он будет перезагружаться снова и снова, забывая, что предыдущая команда инструктировала марсоход делать.

«По сути, марсоход останавливает то, что он делал, потому что не был уверен, что вызвало сброс», — сказал Каллас. «Так что это прерывает нашу научную миссию на поверхности Марса. «Это как если бы вы пытались водить машину в семейной поездке — машина останавливается каждые 5 минут. Вы не продвигаетесь далеко таким образом!»

Беспокойства во время рождественских праздников

И теперь худший кошмар команды марсохода стал реальностью — Opportunity перестал общаться с Землей во время рождественских праздников. Когда команда NASA ушла на рождественские каникулы, серия из 3 сол (марсианских дней) планировала марсоходу последовательность команд для работы. В первый сол марсоход работал как ожидалось, но на втором и третьем солах марсоход не только не выполнил остальные команды, но и перестал общаться с управлением миссией. К счастью, марсоход снова подключился к станции и продолжил свои операции в соответствии с командами.

«Похоже, что источник всех этих проблем связан с одной конкретной ячейкой флэш-памяти. Opportunity использует 7 ячеек, и именно 7-я ячейка вызывает потерю данных, сбросы марсохода и сбои связи. Теперь, когда виновник был идентифицирован, инженеры программного обеспечения JPL разработали технику, которая заставит программное обеспечение марсохода игнорировать 7-ю ячейку и использовать другие 6, которые, по-видимому, здоровы. По словам Калласа, его команда, вероятно, через пару недель завершит изменение программного обеспечения, чтобы его можно было загрузить в Opportunity.»

Удивлены долговечностью

Исключая недавние события, Каллас выразил удивление тем, насколько здоровой и долговечной была миссия.

«Марсоход был удивительно здоровым, учитывая, насколько мы его использовали… мы думали, что система мобильности износится давно, но она в отличном состоянии. «Но что угодно может выйти из строя в любой момент», — сказал он. «Это как если бы у вас был стареющий родитель, который, в остальном, в хорошем здоровье — может быть, они каждый день бегают, играют в теннис каждый день — но вы никогда не знаете, они могут получить инсульт посреди ночи. Так что мы всегда осторожны, что что-то может произойти.»

Приближается важная веха

Марсоход также очень близок к достижению двух подвигов. Первый — это завершение расстояния, эквивалентного целому марафону на Марсе. Долина Марафона так называется, потому что это место, где марсоход превысит марафон на Марсе, если он доберется туда. Opportunity преодолел более 26 миль и в настоящее время держит рекорд вне Земли для любого марсохода — как роботизированного, так и управляемого астронавтом Аполлона.

Согласно орбитальной карте Долины Марафона, это место содержит разнообразные глинистые минералы, которые могли образоваться только тогда, когда на поверхности Марса было много воды с нейтральным pH. У него древняя геология, уходящая в эпоху Нояхиан, гораздо старше кратера Гейла, где в настоящее время исследует марсоход Curiosity от NASA. Как и в предыдущих исследованиях Opportunity глинистых отложений, исследования Долины Марафона могут предоставить бесценные данные о древней, потенциально обитаемой среде Марса.

Программный сбой

Инженеры определили, что 7-я ячейка флэш-памяти на борту марсохода вызывает потерю данных. Opportunity имеет 7 ячеек флэш-памяти, и теперь инженеры программного обеспечения JPL разработали технику, которая заставит программное обеспечение марсохода игнорировать 7-ю ячейку и использовать другие 6, которые, по-видимому, здоровы.

По словам Калласа, его команда, вероятно, через пару недель завершит изменение программного обеспечения, чтобы его можно было загрузить в Opportunity.

Resource : Discovery