Blockdit Logo (Mobile)
Spaceth.co
•
16 ก.ค. 2021 เวลา 15:46 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
Hubble เตรียมสลับไปใช้ฮาร์ดแวร์สำรอง หลัง Payload Computer ล่มเนื่องจากฮาร์ดแวร์หลักเสีย
วันที่ 13 มิถุนายน 2021 ระบบ Payload Computer บน Hubble Space Telescope ซึ่งมีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของชุดอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ เกิดล่มและหยุดการทำงานอย่างกระทันหัน ส่งผลให้ระบบควบคุมอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่อาศัยคำสั่งจาก Payload Computer ใช้งานไม่ได้ตามไปด้วย ทำให้การสำรวจทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดหยุดลงทันที เนื่องจากไม่สามารถสั่งการอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ได้
วันที่ 13 กรกฎาคม 2021 ครบหนึ่งเดือนแล้วที่วิศวกรไม่สามารถกู้ระบบ Payload Computer ที่กำลังใช้ฮาร์ดแวร์ตัวหลักกลับมาได้และจำเป็นต้องประชุมกันเพื่อหาวิธีแก้ไขปัญหา สรุปได้ว่าจะต้องสลับไปใช้ฮาร์ดแวร์สำรองเพื่อให้ Hubble ยังทำงานต่อไปได้ เพราะคิวสำรวจอย่างน้อย 1 เดือนของ Hubble หายไปแล้วในพริบตาเดียว ส่งผลกระทบต่องานวิจัยมากมายโดยเฉพาะงานวิจัยประเภทที่ต้องใช้ Hubble ในการถ่ายรูปเพื่อติดตามวัตถุท้องฟ้าระยะยาว อยู่ ๆ ข้อมูลก็ว่างหายไปหนึ่งเดือน
Hubble space Telescope ขณะกำลังถูกปล่อยออกจากกระสวยอวกาศ Discovery เมื่อวันที่ 25 เมษายน 1990 – ที่มา NASA/Smithsonian Institution/Lockheed Corporation
การสลับไปใช้ระบบสำรองจะเกิดขึ้นอย่างเร็วสุด คือ กลางเดือนกรกฎาคม เพื่อให้การสำรวจเริ่มต่อได้เร็วที่สุด ซึ่งก่อนการประชุมเพื่อประเมินการสลับไปใช้ระบบสำรองนั้น NASA ได้ทำการทดลองสลับไปใช้ระบบคอมพิวเตอร์สำรองสำเร็จหลายครั้งแล้ว จึงไม่น่าห่วงเท่าไหร่ อย่างน้อย Hubble ก็จะทำงานต่อได้ตราบจนฮาร์ดแวร์สำรองตายห่าตามคอมพิวเตอร์หลักไป
แล้วมันเป็นอิหยัง
ปัญหาที่วิศวกรของ Hubble ยังคาใจอยู่ คือ คอมพิวเตอร์มันเป็นอิหยังของมัน อยู่ ๆ ก็ตรอมใจตาย? จริง ๆ แล้ว NASA พบว่าปัญหาไม่ได้อยู่ที่ Payload Computer โดยตรง แต่อยู่ที่ระบบอื่น ๆ ที่ Payload Computer ใช้ในการทำงาน พอระบบนั้นมันทำงานผิดพลาด ก็เลยพา Payload Computer ล่มไปด้วย ตอนนี้ Hubble ก็เลยกลายเป็น “กระป๋องน้ำพร้อมกระจกสะท้อนแสงติดแผงโซลาร์เซลล์” และทำได้อย่างเดียวคือหมุนไปมา โง่ ๆ
หน่วยประมวลผลหลักของ Hubble เรียกรวม ๆ ว่า Science Instrument Command and Data Handling หรือ SI C&DH ประกอบไปด้วย
- NASA Standard Spacecraft Computer (NSSC-1) จำนวน 1 ตัว ซึ่งตัวนี้คือตัวที่เราเรียกว่า “Payload Computer” เป็นคอมพิวเตอร์หลักที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ (ซึ่งเจ๊งอยู่ เพราะมันมีไอ้ตัวข้างล่างอันใดอันหนึ่งเสีย มันก็เลยเสียไปด้วย)
- Standard Interface Circuit Board จำนวน 2 ตัว
- Control Units/Science Data Formatter Unit (CU/SDF) จำนวน 2 ตัว
- Central Processing Unit (CPU) จำนวน 2 ตัว
- Power Control Unit (PCU) จำนวน 1 ตัว
- Remote Interface Unit (RIU) จำนวน 2 ตัว
- Memory Module และ Communication Bus อีกหลายตัว
จะเห็นว่าอุปกรณ์หลาย ๆ ตัวที่เป็นส่วนประกอบของ SI C&DH นั้นมี 2 ตัว แยกเป็นสองฝั่ง ทำให้หากฝั่งใดฝังหนึ่งเสียก็ย้ายไปใช้ชุดอุปกรณ์อีกฝั่งได้นั่นเอง
ภาพแสดงส่วนประกอบของโมดูล Science Instrument Command and Data Handling หรือ SI C&DH – ที่มา NASA
วิศวกรของ Hubble คาดว่าปัญหาน่าจะมาจากอุปกรณ์ที่เสียเพียงตัวสองตัวเท่านั้น ไม่น่าเสียพร้อมกันทีเดียวหลายตัว โดยตอนแรกคาดว่าน่าจะเสียที่ Memory Module หรือหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ (คล้าย RAM) เพราะ Payload Computer เขียนข้อมูลลง Memory Module ไม่ได้ เพื่อยืนยันว่าเสียที่ Memory Module จริง ๆ ทีมวิศวกรเลยทดสอบสลับไปใช้ Memory Module สำรอง ในช่วงวันที่ 23 และ 24 มิถุนายน 2021
แต่หลังจากการทดสอบ วิศวกรของ Hubble พบว่าคำสั่งที่ส่งไปให้ Hubble นั้นไม่สามารถเขียนลงใน Memory Module ใด ๆ ได้เลย แม้จะลองเขียนใน Memory Module ทั้งหลักและสำรอง (ฝั่งซ้ายฝั่งขวา) แล้วก็ตาม แสดงว่าปัญหาไม่ได้อยู่ที่ Memory Module เพราะเป็นไปได้ยากมากที่ทั้งโมดูลหลักและสำรองจะเสียพร้อม ๆ กัน จึงได้ Narrow down ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้กับระบบคอมพิวเตอร์ของ Hubble และพบว่า Hardware ตัวการน่าจะอยู่ใน CU/SDF Unit (Command Unit/Science Data Formatter) ซึ่งเป็นส่วนย่อยของ SI C&DH
ภาพแสดงโมดูล Science Instrument Command and Data Handling หรือ SI C&DH – ที่มา NASA
CU/SDF Unit (Command Unit/Science Data Formatter) เปรียบเสมือนหัวใจหลักของ SI C&DH Unit โดย CU Unit ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งต่าง ๆ ระหว่างคอมพิวเตอร์ เนื่องจากบน Hubble มีคอมพิวเตอร์แยกย่อยหลายตัวที่แยกกันควบคุมแต่ละส่วนของกล้อง และแต่ละตัวมันก็ออกแบบมาไม่เหมือนกันคุยไม่เหมือนกัน จึงต้องพึง CU Unit มาคอยเป็นตัวกลาง ส่วน SDF เป็นระบบที่คอยประมวลผลข้อมูลจากอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ให้ Mission Control
เป็นไปได้ว่าอาจจะเป็น Hardware ในตัว CU/SDF Unit เองที่เสีย หรืออาจจะเป็น Supporting Hardware ที่สนับสนุนการทำงานของ CU/SDF Unit ที่เสีย ตัว CU/SDF Unit ก็เลยเสียตามไปด้วย อย่างเช่น Power Regulator ใน Power Control Unit ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมระดับ Voltage ของกระแสไฟฟ้าให้คงที่ไปยังอุปกรณ์ภายใน SI C&DH และถ้ามันเสียมันก็อาจจะทำให้เกิดกระแสไฟเกิน (Overvolt) หรือกระแสไฟตก (Undervolt) จนอุปกรณ์บางตัวที่รับกระแสไฟพังได้นั่นเอง
นอกจากนี้ นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ Payload Computer ของ Hubble ตาย ในปี 2008 เองนั้น CU/SDF Unit ของ Hubble เสีย ทำให้ทีมวิศวกรต้องสลับไปใช้ระบบสำรองทั้งเซ็ตแทน เหมือนกับครั้งนี้เป๊ะเลย แต่ครั้งนี้เรายังไม่รู้ว่าเสียตรงไหนกันแน่ ต่อมาในปี 2009 NASA ได้ส่งภารกิจซ่อมบำรุงไปกับกระสวยอวกาศเพื่อขึ้นไปเปลี่ยนระบบ CU/SDF Unit ที่เสียด้วยการเปลี่ยนระบบ SI C&DH ทั้งก้อนเลย และระบบ SI C&DH ที่ใช้อยู่ทุกวันนี้ก็เป็นอันที่เอามาเปลี่ยนเมื่อปี 2009 นั่นเอง ต่างแค่ตอนนี้เราไม่มีกระสวยอวกาศให้ส่งขึ้นไปเปลี่ยนใหม่แล้ว
ตอนนี้ทางเลือกทางเดียวคือจะต้องเปลี่ยนไปใช้ฮาร์ดแวร์สำรองแบบ 100% เพราะถ้าจะสลับไปใช้ CU/SDF สำรอง ก็จะต้องสลับฮาร์ดแวร์หลักหลาย ๆ ตัวที่ยังคงทำงานได้ไปใช้อันสำรองแทนด้วยเนื่องจากฮาร์ดแวร์ข้างในที่เชื่อมต่อไปยังระบบ SI C&DH นั้นมันไม่ได้เชื่อมแบบ Parallel ที่อยู่ ๆ จะสลับตัวใดตัวหนึ่งไปใช้สำรองได้ แต่ต้องสลับทั้งชุด จะสำรองก็ต้องสำรองทั้งชุดเลยนั่นเอง (เช่น สลับฮาร์ดแวร์ทั้งหมดจากฝั่งซ้ายไปฝั่งขวาที่มีอุปกรณ์เหมือนกันเป๊ะ)
Command flow ของ Science Instrument Control and Data Handling Unit (SI C&DH)
ถึงตอนนี้เราก็ยังไม่รู้ว่าอะไรข้างใน Hubble มันเสียกันแน่ รู้เพียงคร่าว ๆ ว่าเสียตรงโมดูลไหนเท่านั้น และการสลับไปใช้ระบบสำรองครั้งนี้หมายความว่า Hubble เหลือเวลาน้อยลงทุกทีแล้วนั่นเอง และถ้าระบบสำรองเกิดเสียขึ้นมา Hubble ก็อาจจะไม่สามารถทำงานได้อีกต่อไป เพราะไม่มียานให้ขึ้นไปเปลี่ยนระบบคอมพิวเตอร์ ส่วน JWST ที่จะมาทำหน้าที่แทนนั้นก็เลื่อนแล้วเลื่อนอีก ไม่มาสักที
อ่านข่าว Payload Computer บน https://spaceth.co/hubble-payload-computer-down/
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
โฆษณา