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
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
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
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)
ถึงตอนนี้เราก็ยังไม่รู้ว่าอะไรข้างใน Hubble มันเสียกันแน่ รู้เพียงคร่าว ๆ ว่าเสียตรงโมดูลไหนเท่านั้น และการสลับไปใช้ระบบสำรองครั้งนี้หมายความว่า Hubble เหลือเวลาน้อยลงทุกทีแล้วนั่นเอง และถ้าระบบสำรองเกิดเสียขึ้นมา Hubble ก็อาจจะไม่สามารถทำงานได้อีกต่อไป เพราะไม่มียานให้ขึ้นไปเปลี่ยนระบบคอมพิวเตอร์ ส่วน JWST ที่จะมาทำหน้าที่แทนนั้นก็เลื่อนแล้วเลื่อนอีก ไม่มาสักที
อ่านข่าว Payload Computer บน Hubble Space Telescope ล่ม อาจเกิดจากหน่วยความจำล้มเหลว
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
Operations Underway to Restore Payload Computer on NASA’s Hubble Space Telescope
