Как работают зонды Вояджер, если в их память нельзя сохранить даже картинку?

На борту зондов Вояджер, запущенных NASA в 1977 году, работают компьютеры с общей памятью 69 килобайт. Это меньше одной JPEG-картинки на вашем смартфоне! Эти аппараты уже пересекли границу Солнечной системы, улетели на 25 миллиардов километров от Земли и по-прежнему передают научные данные. Пока весь мир следил за стартом миссии Артемида 2 в начале апреля 2026 года, мы вдруг вспомнили, что современная космонавтика стоит на плечах техники, которая выглядит как музейный экспонат.

Центр управления миссией Вояджер в 1980-е годы (слева) и Центр управления миссией Артемида в 2026 году (справа). Источник изображения: popsci.com

Какие компьютеры установлены в зондах Вояджер

По данным Popular Science, каждый из двух аппаратов, которые находятся на рекордном расстоянии от Земли, несет три бортовые компьютерные системы: систему управления командами (CCS), подсистему обработки данных (FDS) и систему управления ориентацией (AACS). Компьютеры работали вместе, чтобы обеспечить путешествие зондов к Юпитеру, Сатурну и дальше. У каждой системы есть дублирующая копия, то есть всего шесть компьютеров на один зонд.

Суммарная память всех бортовых компьютеров составляет всего 69,63 килобайта — это меньше, чем стандартный JPEG-файл. Компьютеры «Вояджера» обрабатывают около 8 000 инструкций в секунду, тогда как современный смартфон — более 14 миллиардов. Память хранится на магнитной проволочной технологии, предшественнике магнитных дисков, она записывает биты как магнитные домены на проволоке с покрытием из сплава железа и никеля.

Научные данные записываются на цифровой 8-дорожечный магнитофон, а потом передаются на Землю. Скорость передачи — 160 бит в секунду. Чтобы вы понимали, даже медленный dial-up-модем передавал как минимум 20 000 бит в секунду. Памяти так мало, что зонды постоянно записывают новые данные поверх старых, как только те отправлены на Землю.

Будь в курсе новых событий по максимуму — подписывайся на наш канал в Max!

Как зонды Вояджер выживают в космосе

Оба «Вояджера» давно пережили свою пятилетнюю расчетную миссию. Вояджер 1 достиг границы гелиосферы и вошел в межзвездное пространство в 2012 году. Аппарат Вояджер 2 пересек эту границу в 2018 году. Ни один другой рукотворный аппарат никогда не работал в межзвездном пространстве!

Секрет их долголетия заключается в инженерной философии избыточности. Все бортовые системы изначально были продублированы, а конструкторы сознательно выбрали проверенные, устойчивые к радиации компоненты вместо самых быстрых. Инженеры JPL напрямую запитали CMOS-память подсистемы обработки данных от радиоизотопных генераторов, минуя основную шину питания, чтобы даже кратковременный сбой не стер содержимое памяти.

Энергию обоим аппаратам дают радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) — устройства, которые превращают тепло от распада плутония-238 в электричество. При запуске генераторы давали около 470 ватт, а сейчас работают примерно на двух третях первоначальной мощности, теряя около 4 ватт в год. Чтобы растянуть оставшуюся энергию, NASA поочерёдно отключает бортовые приборы.

Читайте также: Как зонды «Вояджер» помогут людям обрести бессмертие?

Где находятся Вояджеры в 2026 году

По состоянию на март 2026 года Вояджер 1 находится на расстоянии 172,59 астрономических единиц (25,8 миллиарда километров) от Земли — это самый далекий рукотворный объект. Вояджер 2 — примерно в 21,3 миллиарда километров, в созвездии Павлина. Сигнал до Вояджера 1 идет около 23,5 часов в одну сторону. А примерно 15 ноября 2026 года Voyager 1 станет первым аппаратом, до которого свет будет добираться ровно сутки — один световой день.

В начале 2025 года NASA пришлось принять серьезные решения по экономии энергии. Инженеры JPL отключили на Вояджер 1 прибор для измерения космических лучей 25 февраля, а на Вояджер 2 — детектор заряженных частиц низкой энергии 24 марта. На каждом зонде продолжают работать по три научных инструмента.

При текущем плане экономии энергии инженеры считают, что оба зонда смогут продолжать работу хотя бы с одним научным прибором до 2030-х годов. Это означает, что техника, спроектированная до появления персональных компьютеров, может проработать более полувека в самых суровых условиях, какие только можно представить.

Чем компьютеры на корабле Орион отличаются от систем Вояджеров

Контраст между «Вояджерами» и кораблем Orion, который стартовал 1 апреля 2026 года с космодрома Кеннеди для десятидневного полета вокруг Луны, почти абсурдный. По данным Lockheed Martin, вычислительная мощность Orion в 20 000 раз выше, чем у компьютеров «Аполлона», и в 25 раз выше, чем у систем Международной космической станции. Его бортовые компьютеры общаются с авионикой через гигабитный Ethernet — технологию, привычную для любого домашнего роутера.

Все системы на борту Orion имеют тройное резервирование, тогда как на «Вояджерах» многие дублирующие компоненты уже давно вышли из строя или были отключены для экономии энергии. Но сам факт, что техника 1977 года до сих пор работает, говорит о качестве инженерных решений той эпохи не меньше, чем новейшие системы — о прогрессе.

Чтобы «общаться» с бортовыми компьютерными системами «Вояджера», инженерам приходилось использовать систему перфокарт. Источник изображения: Popular Science

Почему космические аппараты Вояджер важны для науки

«Вояджеры» продолжают собирать данные, которые невозможно получить никаким другим способом. Оставшиеся приборы позволяют обоим зондам работать как своеобразные метеостанции в межзвездном пространстве, измеряя окружающую среду, через которую они летят. Ученых особенно интересует, как магнитное поле Солнца взаимодействует с межзвездной средой на границе гелиосферы.

Зонды измерили более сильные, чем ожидалось, межзвездные магнитные поля, горячую плазменную границу на гелиопаузе с температурой 30 000–50 000 K и рост интенсивности галактических космических лучей — данные, которые не может предоставить ни один другой инструмент.

Когда «Вояджеры» окончательно замолчат, они продолжат лететь. На борту каждого — знаменитая золотая пластинка с записями звуков Земли, музыкой и изображениями — послание для любой цивилизации, которая когда-нибудь может их найти. По текущей траектории каждый из зондов окажется на расстоянии около 1,7 светового года от другой звезды примерно через 40 000 лет.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем Дзен-канале. Подпишитесь прямо сейчас!

Но пока они живы, эти 69 килобайт памяти и 160 бит в секунду — единственное окно человечества в пространство между звездами. И то, что это окно по-прежнему открыто, пожалуй, одно из самых впечатляющих достижений инженерной мысли в истории.