Szerkesztői megjegyzés: Ez a cikk egy sorozat része, amely 50 évvel később az Apollo-11 küldetésről szól.
Az Apollo-űrhajó fedélzetén lévő számítógépek nélkül nem lett volna holdraszállás, nem lett volna diadalmas első lépés, nem lett volna az emberi űrutazás csúcspontja. Egy pilóta soha nem tudott volna navigálni a Holdra vezető úton, mintha az űrhajó csak egy erősebb repülőgép lett volna. A repülés közbeni beállításokhoz szükséges számítások és a tolóerő-szabályozás bonyolultsága meghaladta az emberi képességeket.
Az Apollo-irányító számítógép mindkét formájában – az egyik a központi űrhajó fedélzetén, a másik a holdkompban – a mérnöki munka diadala volt. A számítógépek korábban szobányi méretűek és vákuumcsövekkel voltak tele, és ha az Apollo-számítógép a maga 70 fontjával még nem is volt éppen miniatűr, de megkezdődött “az átmenet aközött, hogy az emberek azzal hencegnek, milyen nagyok a számítógépeik … és azzal hencegnek, milyen kicsik a számítógépeik” – viccelődött egyszer egy előadásában David Mindell, az MIT űrkutatási és számítástechnikai történésze.
A trendek, amelyeket ez a számítógép előre jelzett, évtizedeken át exponenciálisan pörögtek tovább: A nagytól a kicsiig, a vákuumcsövektől a szilíciumig, a hardvertől a szoftverig. Ha most összehasonlítjuk a NASA által használt számítási teljesítményt bármely hétköznapi eszközzel, az órától az üdvözlőkártyán át a mikrohullámú sütőig, technológiai szédülést okoz. Michio Kaku, a fizikus és népszerű író így fogalmazott: “
De ezek a csak úgy mondások elhomályosítják az Apollo-számítógép valódi teljesítményét. Természetesen bármelyik korabeli eszköznek sokkal több nyers számítási képessége van, mint a korai gépnek, de az Apollo-számítógép figyelemre méltóan alkalmas, megbízható és a rábízott feladatnak megfelelő volt. Egy okos csengővel valójában nem lehetett volna egy űrhajót a Holdra irányítani.
Még több ebben a sorozatban
Olvass: Mit jelent a holdraszállás a jövő számára?
Hogy megértsük, milyen jelentős volt az Apollo-rendszer, és miért lényegtelen az aprócska nyers feldolgozási teljesítménye, elég meghallgatni az OG számítógép-programozóját és a NASA önkéntes történészét, Frank O’Brient, aki egész életében szeretettel részletezte az Apollo-irányító számítógép funkcióit. O’Brien apja pilóta volt, így Frank katonai kölyök lett. Már korán érdeklődött a számítógépek iránt, és amikor apja egyik régi barátja felemelkedett a NASA-nál, a birtokába kerültek a számítógép működését szabályozó műszaki kézikönyvek.
“13 évesen kapok karácsonyra egy dobozt, amely körülbelül két láb magas volt, és egymillió kilót nyomott” – mesélte O’Brien. “Kinyitom, és benne volt az összes technikai kézikönyv az Apollón. Rengeteg gyerek nézegette a Playboyokat; én az útmutató számítógépekről olvastam.”
Azóta számtalan órát töltött azzal, hogy pontosan megtanulja, hogyan működnek ezek a gépek. Már tinédzserként is tudott repülni a NASA Apollo-szimulátorával. Felnőttként, miután informatikai diplomát szerzett, és hosszú ideig vállalati programozóként dolgozott, megírta Az Apollo-irányító számítógép című könyvet, amely óda a géphez.
A parancsnoki modulban lévő Apollo-irányító számítógépnek két fő feladata volt. Először is kiszámította a Holdhoz szükséges pályát, amelyet az asztronauták által repülés közben végzett csillagászati mérésekkel kalibrált, egy olyan szextáns segítségével, amely nem különbözött az óceáni navigátorok által használt szextánstól. Egyik látószögükkel a Holdat, a Földet vagy a Napot állították egy vonalba, a másikkal pedig egy csillag helyét rögzítették. A számítógép pontosan megmérné ezeket a szögeket, és újraszámolná a helyzetét. Másodszor, irányította az űrhajó számos fizikai alkatrészét. Az AGC 150 különböző eszközzel tudott kommunikálni az űrhajón belül – ez rendkívül bonyolult feladat. “Több tucatnyi hajtómű és mindenféle interfész, valamint egy irányító platform és a szextáns” – mondta O’Brien. “Ha elkezdjük összeadni ezeket a dolgokat, akkor azt mondjuk: Szent Cannoli. Ez tényleg képes.”
A rendszert tervező MIT Instrumentation Laboratory koncepcionálisan a Polaris irányított rakétarendszerrel kapcsolatos munkájukra építette, amelyet az amerikai tengeralattjárókról nukleáris fegyverek indítására készítettek. Az Apollo számítógép hardvere, ahogy Mindell megjegyezte, meglehetősen jól ismert volt “a katonai repüléstechnika világában.”
A megépítése eleinte uralta a projektet – a laboratórium erősen alábecsülte a szoftvertervezési feladat összetettségét. A programozók még évekkel később, mélyen az 1970-es években is lyukkártyákat használtak a kódoláshoz. De annak szükségessége, hogy az Apollo űrhajósok és a NASA mérnökei “a körforgásban” legyenek, és döntéseket hozzanak, másfajta szoftvert igényelt. Kellett egy interfész. Több műveletnek kellett egyszerre futnia.
Olvassa el: Az óra, amely a Holdra ment
A hardverre való kezdeti összpontosítás egy “primitív architektúrát” zárt be, amit O’Brien “primitív architektúrának” nevezett, miközben teret nyitott Margaret Hamilton számára, aki az erősen férfias Apollo-programban nőként vezette a szoftvertervezést. Ahogy világossá vált, hogy a küldetés valóban a szoftverben fog megvalósulni, Hamilton csapata a csúcson 350 főre bővült. Az általuk épített rendszer figyelemre méltóan fejlett volt.
A beépített architektúra maximalizálására Hamilton és kollégái kitalálták, amit “The Interpreter”-nek neveztek el – ma már virtualizációs rendszernek hívnánk. Ez lehetővé tette számukra, hogy egyszerre öt-hét virtuális gépet futtassanak két kilobájtnyi memóriában. Borzasztóan lassú volt, de “most már minden képesség, amiről valaha is álmodtál, szoftverben van meg” – mondta O’Brien.”
Az űrhajósok a DSKY-n keresztül kommunikáltak a számítógéppel, ami a “kijelző és billentyűzet” rövidítése. Számokat ütöttek be, és válaszokat kaptak. Nem könnyű leírni a felhasználói interfész rendszert, de egy sor programkódra, valamint “ige” és “főnév” kódokra támaszkodott. Az igék olyan dolgok voltak, amelyeket a számítógép meg tudott csinálni (“78 UPDATE PRELAUNCH AZIMUTH”). A főnevek numerikus mennyiségek vagy mérések voltak (“33 TIME OF IGNITION”). Ez messze volt a point-and-click egyszerűségtől.
A rendszer memóriájának nagy része szó szerint kötélmemóriába volt szőve, de néhányat lehetett írni, mind az űrhajósok által, mind távolról a küldetésirányításból. Talán a legzseniálisabb szoftvertervezési bravúr a J. Halcombe Laning által tervezett szoftver volt, amely a rendszer számítási feladatait rangsorolta.
Az Apollo-11 számára ez küldetésmentő előrelépésnek bizonyult. Ahogy a holdkomp ereszkedett, az egyik radarjának zaja rossz adatokat kezdett betáplálni a rendszerbe. Az irányító számítógép megértette, hogy gond van, de képes volt az egész ereszkedés alatt működőképes maradni, kidobta a rossz adatokat, és folytatta a fontosabb műveleteket, megmentve ezzel a küldetést.
A népszerű narratíva erről a pillanatról – akkoriban és ma is – azt állítja, hogy a számítógépnek gondjai voltak, és Neil Armstrong, “kézi” irányítást ragadva, a Hold felszínére vezette az űrhajót. Emberek csinálták! A számítógépek nem érnek fel hozzánk!
A holdraszálló űrhajó azonban fly-by-wire rendszerű volt. Minden parancsot, amit Armstrong adott, a számítógépen keresztül kellett továbbítani. Tehát valószínűleg pontosabb azt mondani, hogy amikor Armstrong leszállt a Holdra, ő mondta meg a számítógépnek, hogy hol érjen földet. Nem volt használható kézi vezérlés; az igazi diadal az ember-számítógép interakció rugalmassága volt.”
A történészek, mint például Mindell, aki másodpercről másodpercre modellezte az ereszkedést, nem tulajdonítanak nagy jelentőséget Armstrong tetteinek szükségességének. Még mindig szüksége volt a számítógépre az űrhajó irányításához. “Ha automatikus leszállásra lett volna állítva, akkor is leért volna, kevesebb felhajtással, bár talán egy sziklamező közepette” – vonta le a következtetést Mindell. Az emberi nagyságról szóló történet szinte tökéletes fordítottja volt a valóságnak.”
Mindezek alapján talán nem meglepő, hogy O’Brien nehezményezi, hogy egy mikrohullámú sütőt vagy számológépet “olyan erősnek” lehet tekinteni, mint az Apollo számítógépét.
“Hogyan definiálja az erőt?” kérdezi O’Brien. “Nagyszerű azt mondani, hogy ‘Ez a gép olyan erős’. Mit értesz ez alatt?”
Számára nem a tranzisztorok nyers számáról van szó, hanem arról, hogy a gép illeszkedik a küldetéshez. A képesség, nem a teljesítmény. “El kellett jutnunk a Holdra, le kellett szállnunk, és vissza kellett jönnünk, autonóm módon. Elérték a céljukat, hogy negyedmillió mérföld után pontosak legyenek, 500-600 lábon belül eltalálják a célt, és másodpercenként egy tized lábon belül” – mondta O’Brien. “És azt mondod: ‘Az én órám sokkal erősebb’. Nem, nem az.”
A tanulság talán egyszerű: Ha a telefonod sokkal erősebb, mint azok a számítógépek, amelyek az emberiséget a Holdra juttatták, akkor miért bámulod egész nap csak az Instagramot? A számítás eszköz, nem cél.