बर्लिन के तकनीकी विश्वविद्यालय के एक छोटे कृत्रिम उपग्रह "बीसैट-1" के निर्माता ने 2009 की शरद ऋतु में एक भारतीय रॉकेट के साथ इसे पृथ्वी से 700 किलोमीटर से अधिक ऊपर अपेक्षाकृत उच्च कक्षा में लॉन्च किया। इसका उद्देश्य न केवल बीसैट परिवार के बाकी लोगों के लिए एक मॉडल के रूप में काम करना है, बल्कि यह साबित करना भी है कि एक किलोग्राम से कम वजन वाले सूक्ष्म या पिकोमीटर उपग्रह भी अपने बड़े भाइयों के समान तकनीकी कार्य कर सकते हैं। लेकिन 2013 तक, यह खगोलीय पिंड अब किसी उद्देश्य की पूर्ति नहीं कर सका। यह अब कोई भी उपयोगी डेटा विश्वविद्यालय को वापस नहीं भेज सकता। कुछ युक्तियों के साथ, एक साधन संपन्न हैकर जमीन से उड़ने वाली वस्तु की मरम्मत करने और अद्यतन तंत्र की विफलता के बावजूद इसे अगले 20 वर्षों के लिए फिर से पूरी तरह कार्यात्मक बनाने में कामयाब रहा।
एक परी कथा की तरह लगने वाली बात हकीकत बन गई, जैसा कि हैकर पिस्टनमाइनर ने शनिवार को हैम्बर्ग में 38वें कैओस कम्युनिकेशंस कॉन्फ्रेंस (38C3) में खुलासा किया। बीसैट-1 को शुरुआती ताड़ के आकार के क्यूबसैट में से एक के रूप में अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया था, जिसका बाहरी आयाम लगभग 10 × 10 × 10 क्यूबिक सेंटीमीटर था। इसका मुख्य उद्देश्य सूक्ष्म उपग्रहों के लिए नव विकसित सूक्ष्म-प्रतिक्रिया पहियों और अन्य प्रौद्योगिकियों के प्रदर्शन को प्रदर्शित करना है।
2011 में, Beesat-1 ने पहली बार अमान्य टेलीमेट्री डेटा प्रसारित करना शुरू किया। डेवलपर्स इस स्वचालित रूप से एकत्र की गई कच्ची जानकारी में विशेष रूप से रुचि रखते हैं। थोड़ी देर के बाद, ऑपरेटर दूसरे ऑन-बोर्ड कंप्यूटर पर स्विच करता है, और संबंधित संचार मॉड्यूल शोधकर्ताओं के प्रतिष्ठित डेटा को बर्लिन वापस भेजता है। हालाँकि, 2013 में दूसरे कंप्यूटर में भी समस्या आ गई। जर्मन तकनीकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के पास अनिवार्य रूप से संचालन बंद करने के अलावा कोई विकल्प नहीं था। वे यह देखने के लिए हर कुछ वर्षों में केवल एक बार जांच कर सकते हैं कि उपग्रह अभी भी आदेशों का जवाब दे रहा है या नहीं।
कंप्यूटिंग शक्ति गेम कंसोल जितनी शक्तिशाली
पिस्टनमाइनर, जिसकी जर्मन तकनीकी विश्वविद्यालय (टीयू) के साथ साझेदारी है, विशेष रूप से बीसैट-1 को पुनर्जीवित करने में रुचि रखता है क्योंकि इसकी कक्षा ऊंची है और यह आने वाले वर्षों तक अंतरिक्ष में रहेगा। श्रृंखला के लगभग सभी अन्य वंशज वातावरण में जल गए। समस्या को हल करने के लिए, छात्र पहले यह जानना चाहता था कि पृथ्वी का यह छोटा दोस्त कैसे काम करता है। उनके मुताबिक, बीसैट-1 में दो CAN बसें हैं, जो कारों में बहुत आम हैं। संचार प्रणाली में दो अनावश्यक लाइनें, एक एंटीना, एक ट्रांसीवर और एक टर्मिनल नोड नियंत्रक (टीएमसी) शामिल हैं, जिनकी संचार गति 4.8kbps है।
ऑनबोर्ड कंप्यूटर में 60MHz पर क्लॉक किए गए दो अनावश्यक ARM-7-आधारित माइक्रोकंट्रोलर हैं, जो पिस्टनमाइनर को गेमिंग कंसोल की कंप्यूटिंग शक्ति प्रदान करते हैं। इसमें 16 एमबी प्रोग्राम मेमोरी है, और सिद्धांत रूप में सॉफ्टवेयर को टेकऑफ़ के बाद रिमोट कंट्रोल कमांड के माध्यम से लोड किया जा सकता है। रिकॉर्ड किया गया डेटा 4MB की टेलीमेट्री मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है। इसमें 2MB का SRAM भी है। 7.5 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से बीसैट-1 को पृथ्वी की परिक्रमा करने में 100 मिनट का समय लगता है। बर्लिन से इसके साथ संचार करते हुए, 24 घंटों में छह फ्लाईबाईज़ में से प्रत्येक अधिकतम 15 मिनट तक चली। कम संचरण समय यथार्थवादी और व्यवहार्य है।
'फ्रेंकस्टीन-बी सैटेलाइट' स्पष्टता प्रदान करता है
जबकि ऑपरेटरों ने शुरू में माना था कि अंतरिक्ष विकिरण कठिनाइयों का मुख्य कारण था, पिस्टनमाइनर ने बताया कि यह एक सॉफ्टवेयर त्रुटि थी। अन्य कारणों के अलावा, इसे "खाली" टेलीमेट्री डेटा फ़्रेमों में कई शून्य भी मिले, जिन्हें क्यूबसैट ने मार्च 2013 के बाद ही वापस भेजा था। यह भ्रष्ट कार्यों की खोज को उन लोगों तक सीमित कर देता है जो फ्लैश मेमोरी में लिख सकते हैं। मुख्य संदिग्ध ऑनबोर्ड कंप्यूटर का बूट काउंटर है, जिसमें शून्य उत्पन्न करने के लिए आवश्यक सभी कार्यक्षमताएं हैं।
अपने सिद्धांत को साबित करने के लिए, पिस्टनमाइनर ने "फ्रेंकस्टीन बी सैटेलाइट" को इकट्ठा किया क्योंकि पृथ्वी पर अब कोई वास्तविक परीक्षण मॉडल नहीं थे। यह उसे JTAG के माध्यम से परीक्षण और डिबग करने का एक तरीका प्रदान करता है। वह अधिकांश बायनेरिज़ और स्रोत कोड और दस्तावेज़ीकरण प्राप्त करने में भी सक्षम था, लेकिन विभिन्न स्थानों पर इसे मैन्युअल रूप से संशोधित करना पड़ा। उदाहरण के लिए, वह कोड निष्पादित करने और 300KB सॉफ़्टवेयर छवि स्थापित करने के लिए दूरस्थ कमांड आज़मा सकता है।
C++ में लिखा गया एक वर्चुअल फ़ंक्शन टेबल पॉइंटर जो Beesat-1 पर जानकारी को ओवरले करता है, विशेष रूप से उपयोगी साबित हुआ। अंततः, Vtable पॉइंटर्स और नियंत्रण प्रवाह (अर्थात् किसी प्रोग्राम में निर्देशों को निष्पादित करने का क्रम) दोनों को हाईजैक किया जा सकता है। यह आपके स्वयं के कोड को सिस्टम में लाने का आधार है। फिर, बैंडविड्थ समस्या का समाधान किया जाना चाहिए। जबकि बड़े अपडेट के लिए संबंधित रिमोट कमांड के समर्थन की योजना बनाई गई थी, इसे अभी तक लागू नहीं किया गया है। परिणामस्वरूप, यथासंभव व्यवधानों से बचने के लिए पिस्टनमाइनर को अपनी संचार प्रणालियों को फिर से समायोजित करना पड़ा।
कैमरा फिर से तस्वीरें पृथ्वी पर भेजता है
कुछ डिबगिंग के बाद, छात्रों ने कई राउंड में बीसैट-1 को आवश्यक छवियां भेजीं, जिससे टेलीमेट्री प्रणाली फिर से पूरी तरह से चालू हो गई। सितंबर में, क्यूबसैट को फ़ैक्टरी स्थिति में पुनर्स्थापित करने के लिए एक संबंधित सॉफ़्टवेयर अद्यतन किया गया था। इस प्रक्रिया के दौरान, पिस्टनमाइनर ने यह भी पाया कि ऑनबोर्ड कैमरा, जिसे मूल रूप से टूटा हुआ माना जाता था, अचानक स्वचालित रूप से चालू हो गया। यह कोड में एक छोटी सी भेद्यता के कारण होता है, जिसके अनुसार मेमोरी सामग्री को आउटपुट करने का आदेश कैमरे को तस्वीर लेने का भी निर्देश देता है। एक हैकर एक डाउनलोड बटन के माध्यम से पृथ्वी की सतह की 9480-बाइट तस्वीर भेजने में सक्षम था, भले ही उसके अनुसार ऑटो-एक्सपोज़र उतना अच्छा काम नहीं करता था।
सैद्धांतिक रूप से, बीसैट-1 को अब फिर से प्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। रेडियो के शौकीन विमान का उपयोग खोज और बचाव सेवाओं के साथ-साथ नेविगेशन और डिजिटल ट्रांसमीटरों के लिए रेडियो बीकन प्राप्त करने के लिए भी कर सकते हैं, यानी दो रेडियो स्टेशनों के बीच डेटा अग्रेषित करने के लिए स्वचालित रूप से ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाले स्टेशनों का संचालन कर सकते हैं। इसमें कोई संदेह नहीं है कि पिस्टनमाइनर चाहता है कि उपग्रह "जब तक संभव हो जीवित रहे।" उनका यह भी मानना है कि ऑपरेशन, जिसे उन्होंने "अनुमति के साथ" किया था, अन्य उपग्रहों से निपटने के लिए एक मॉडल है जो अब मिशन नहीं कर रहे हैं।