Maskinen, der gjorde Månemissionerne mulige

Vi har alle været der:du arbejder på noget vigtigt, din pc går ned, og du mister alle dine fremskridt.

En sådan fiasko var ikke en mulighed under Apollo-missionerne, første gang nogensinde, at en computer blev betroet med at håndtere flyvekontrol- og livsunderstøttende systemer - og dermed astronauternes liv om bord.

På trods af en berygtet falsk alarm under månens nedstigning, der sendte kommandør Neil Armstrongs puls, det var en bragende succes, der lagde grunden til alt fra moderne flyelektronik til multitasking-operativsystemer.

Her er nogle af måderne, hvorpå Apollo Guidance Computer (AGC), millioner af gange mindre kraftfuld end en 2019 smartphone, formede den verden, vi lever i i dag:

Mikrochip revolution

Integrerede kredsløb, eller mikrochips, var en nødvendig del af miniaturiseringsprocessen, der gjorde det muligt at placere computere om bord på rumfartøjer, i modsætning til kæmpen, strømkrævende vakuumrørteknologi, der kom før.

Æren for deres opfindelse går til Jack Kilby fra Texas Instruments, og Robert Noyce, som var med til at stifte Fairchild Semiconductor og senere Intel i Mountain View, Californien.

Men NASA og forsvarsministeriet – som havde brug for mikrochips til at guide deres Minuteman ballistiske missiler rettet mod Sovjetunionen – accelererede i høj grad deres udvikling ved at producere efterspørgslen, der lettede masseproduktion.

"De havde disse utrolige, helt vanvittige krav til pålidelighed, som ingen overhovedet kunne forestille sig, " Frank O'Brien, en rumfartshistoriker og forfatter til "The Apollo Guidance Computer:Architecture and Operation, " fortalte AFP.

I begyndelsen af ​​1960'erne, de to agenturer købte næsten alle mikrochips fremstillet i USA, omkring en million alt sagt, tilføjede O'Brien, tvinger producenterne til at forbedre deres design og bygge kredsløb, der varede længere end deres tidlige livscyklus på blot et par timer.

Multitasking

moderne computere, såsom smartphonen i lommen, er generelt i stand til at udføre et utal af opgaver på én gang:håndtere e-mails i ét vindue, et GPS-kort i et andet, forskellige sociale netværk apps, alt imens klar til indgående opkald og sms'er.

Men i den tidlige æra af computere, vi tænkte på dem på en fundamentalt anden måde.

"Der var ikke meget, de blev bedt om at gøre. De blev bedt om at knuse tal og erstatte mennesker, der ville gøre dem på mekaniske tilføjelsesmaskiner, " sagde Seamus Tuohy, hoveddirektøren for rumsystemer hos Draper, som stammer fra MIT Instrumentation Laboratory, der udviklede Apollo Guidance Computer.

Det hele ændrede sig med Apollo Guidance Computer, en maskine på størrelse med en dokumentmappe, der skulle jonglere med en række vitale opgaver, fra at navigere skibet til at køre dets iltgenerator, varmeapparater og kuldioxidscrubbere.

I stedet for at en computeroperatør giver en maskine et sæt beregninger og lader den stå i timer eller endda dage for at finde frem til svaret – alt dette skulle gøres på en tidsfølsom måde, med afskæringer, og muligheden for brugere (astronauter) til at give den kommandoer i realtid.

NASA mente, at det krævede en indbygget computer til at håndtere alle disse funktioner, hvis sovjetterne forsøgte at blokere radiokommunikation mellem jordkontrol i Houston og amerikanske rumskibe, og fordi Apollo oprindeligt blev tænkt til at gå dybere ind i solsystemet.

Alt dette krævede en software-arkitektur, "hvoraf meget er designet af ingeniør Hal Laning.

Realtids input

Det havde også brug for nye måder for mennesket at interagere med maskinen, der gik ud over datidens hulkortprogrammering.

Ingeniørerne fandt på tre nøglemåder:kontakterne, som du stadig finder i moderne cockpits, en hånd-controller, der var forbundet til verdens første digitale fly-by-wire-system, og en "skærm og tastatur" enhed, forkortet DSKY (udtales "dis-key").

Astronauterne ville indtaste tocifrede koder for verber og navneord, at udføre kommandoer som at skyde thrustere, eller låse på en bestemt stjerne, hvis skibet, som var afhængig af et inertistyringssystem for at holde sin tonehøjde, rulle og krøje stabil, var begyndt at glide ud af kurs.

O'Brien brugte metaforen om en turist, der besøger USA og er sulten, men ikke kan meget engelsk, og måske sige "Spis pizza" for at formidle den grundlæggende betydning.

Består testen

Apollo 11's mest spændte øjeblik kom i de sidste minutter af dens nedstigning til månens overflade, da computerens alarmklokker begyndte at ringe og fik det til at virke, som om den var gået ned.

Sådan en begivenhed kunne meget vel have været katastrofal, tvinge besætningen til at afbryde deres mission eller endda sende fartøjet ud af kontrol til overfladen.

Tilbage i Houston, en ingeniør indså, at mens maskinen var midlertidigt overbelastet, dens smarte programmering gjorde det muligt for den automatisk at kaste mindre vigtige opgaver og fokusere på landing.

"Måden den computer håndterede overbelastningen på var et rigtigt gennembrud" sagde Paul Ceruzzi, en Smithsonian Institution-forsker om rumfartselektronik.

O'Brien bemærkede, at mens AGC var ringe efter moderne computerstandarder, med en clockhastighed på 1 Mhz og i alt 38Kb hukommelse, sådanne sammenligninger modsagde dens sande kaliber.

"Med den frygtelig lille kapacitet, de var i stand til at gøre alle de fantastiske ting, som vi nu tænker på som helt normale, " han sagde.

© 2019 AFP