Nota editorului: Acest articol face parte dintr-o serie de articole care reflectează asupra misiunii Apollo 11, 50 de ani mai târziu.
Fără computerele de la bordul navei spațiale Apollo, nu ar fi existat nici o aselenizare, nici un prim pas triumfător, nici un punct culminant pentru călătoriile spațiale umane. Un pilot nu ar fi putut niciodată să navigheze pe drumul spre Lună, ca și cum o navă spațială ar fi fost pur și simplu un avion mai puternic. Calculele necesare pentru a face ajustări în timpul zborului și complexitatea comenzilor de împingere au depășit capacitățile umane.
Computerul de ghidare Apollo, în ambele sale forme – unul la bordul navei spațiale de bază, iar celălalt în modulul lunar – a fost un triumf al ingineriei. Computerele fuseseră de mărimea unor camere și pline de tuburi cu vid, iar dacă computerul Apollo, cu o greutate de 70 de kilograme, nu era încă tocmai miniatural, el a început „tranziția dintre cei care se laudă cu cât de mari sunt computerele lor… și cei care se laudă cu cât de mici sunt computerele lor”, a glumit odată istoricul aerospațial și informatic de la MIT, David Mindell, într-o prelegere.
Tendințele pe care acest computer le-a prevestit au continuat să se învârtă, exponențial, timp de decenii: De la mare la mic, de la tuburi cu vid la siliciu, de la hardware la software. Acum, dacă comparați puterea de calcul pe care NASA a folosit-o cu orice dispozitiv obișnuit, de la un ceas la o carte de felicitare și până la un cuptor cu microunde, vă induce un vertij tehnologic. Michio Kaku, fizicianul și autorul popular, a spus-o astfel: „Astăzi, telefonul tău mobil are mai multă putere de calcul decât toată NASA în 1969, când a plasat doi astronauți pe Lună.”
Dar aceste ziceri doar așa ascund adevărata putere a computerului Apollo. Desigur, orice dispozitiv contemporan are o capacitate de calcul brută mult mai mare decât cea a mașinii timpurii, dar computerul Apollo a fost remarcabil de capabil, fiabil și la înălțimea sarcinii care i-a fost încredințată. De fapt, nu puteai ghida o navă spațială spre Lună cu o sonerie inteligentă.
Mai multe din această serie
Citește: Ce va însemna aterizarea pe Lună pentru viitor?
Pentru a înțelege cât de important a fost sistemul Apollo și de ce mica sa putere de procesare brută este irelevantă, trebuie doar să-l ascultați pe Frank O’Brien, programator de calculatoare OG și istoric voluntar al NASA, care și-a petrecut viața detaliind cu dragoste funcțiile Calculatorului de ghidare Apollo. Tatăl lui O’Brien a fost pilot, așa că Frank a devenit un copil de armată. A fost interesat de computere de la o vârstă fragedă, iar atunci când unul dintre vechii prieteni ai tatălui său a urcat în ierarhie la NASA, a intrat în posesia manualelor tehnice care reglementau funcționarea computerului.
„La 13 ani, am primit de Crăciun o cutie, de aproximativ un metru și jumătate pe o parte, care cântărea un milion de kilograme”, mi-a spus O’Brien. „Am deschis-o și avea toate manualele tehnice de pe Apollo. Aveai tone și tone de copii care se uitau la Playboy; eu citeam despre calculatoarele de ghidare.”
De atunci, a petrecut nenumărate ore învățând cu precizie cum funcționau aceste mașini. Încă din adolescență, el putea pilota simulatorul Apollo al NASA. Ca adult, după ce a obținut o diplomă în știința calculatoarelor și a lucrat o lungă perioadă de timp ca programator corporatist, a scris cartea The Apollo Guidance Computer, o odă adusă mașinii.
Computerul de ghidare Apollo din modulul de comandă avea două sarcini principale. În primul rând, a calculat cursul necesar spre Lună, calibrat prin măsurători astronomice pe care astronauții le făceau în timpul zborului, cu un sextant nu foarte diferit de cel folosit de navigatorii oceanici. Aceștia aliniau Luna, Pământul sau Soarele cu o lunetă și stabileau poziția unei stele cu cealaltă. Computerul măsura cu precizie aceste unghiuri și își recalcula poziția. În al doilea rând, acesta controla numeroasele componente fizice ale navei spațiale. AGC putea comunica cu 150 de dispozitive diferite din interiorul navei spațiale – o sarcină extrem de complicată. „Are zeci de propulsoare și tot felul de interfețe și o platformă de ghidare și sextantul”, a spus O’Brien. „Începi să însumezi toate aceste lucruri și spui: „Sfinte cannoli”. Acest lucru este cu adevărat capabil.”
Conceptual, Laboratorul de Instrumentație al MIT, care a proiectat sistemul, l-a construit pe baza muncii pe care o făcuseră pentru sistemul de rachete ghidate Polaris, realizat pentru a lansa arme nucleare de pe submarinele americane. Hardware-ul calculatorului Apollo, după cum a remarcat Mindell, era destul de bine înțeles „în lumea avionicii militare.”
Construirea acestuia a dominat proiectul la început – laboratorul a subestimat foarte mult complexitatea sarcinii de inginerie software. Ani de zile după aceea, adânc în anii 1970, programatorii încă foloseau cartele perforate pentru a codifica. Dar necesitatea de a avea astronauți Apollo și ingineri NASA „în buclă”, luând decizii, a necesitat un alt tip de software. Trebuia să existe o interfață. Mai multe operații trebuiau să ruleze în același timp.
Citește: Ceasul care a mers pe Lună
Concentrarea inițială pe hardware a blocat ceea ce O’Brien a numit o „arhitectură primitivă”, deschizând în același timp spațiu pentru ca Margaret Hamilton, o femeie în programul Apollo, puternic masculin, să conducă proiectarea software-ului. Pe măsură ce a devenit clar că software-ul era cu adevărat locul în care urma să se realizeze misiunea, echipa lui Hamilton s-a extins la 350 de persoane la apogeu. Sistemul pe care l-au construit era remarcabil de avansat.
Pentru a maximiza arhitectura încorporată, Hamilton și colegii ei au venit cu ceea ce au numit „The Interpreter” – acum am numi-o o schemă de virtualizare. Aceasta le permitea să ruleze cinci până la șapte mașini virtuale simultan în doi kilobiți de memorie. Era teribil de lent, dar „acum ai toate capacitățile la care ai visat vreodată, în software”, a spus O’Brien.
Astronauții comunicau cu computerul prin intermediul DSKY, prescurtare de la „display and keyboard”. Ei introduceau numere și primeau răspunsuri. Nu este ușor de descris sistemul de interfață cu utilizatorul, dar acesta se baza pe o serie de coduri de program, precum și pe coduri de „verb” și „substantiv”. Verbele erau lucruri pe care computerul le putea face („78 UPDATE PRELAUNCH AZIMUTH”). Substantivele erau cantități sau măsurători numerice („33 TIME OF IGNITION”). Era departe de simplitatea point-and-click.
Majoritatea memoriei sistemului fusese împletită, la propriu, în memoria de frânghie, dar unele puteau fi scrise, atât de către astronauți, cât și de la distanță, de la Centrul de Control al Misiunii. Poate că cea mai strălucită realizare a ingineriei software a fost software-ul proiectat de J. Halcombe Laning, care a prioritizat sarcinile de calcul ale sistemului.
Acesta s-a dovedit a fi un avans în salvarea misiunii Apollo 11. Pe măsură ce modulul lunar cobora, zgomotul de la unul dintre radarele sale a început să alimenteze sistemul cu date eronate. Calculatorul de ghidare a înțeles că avea o problemă, dar a reușit să rămână funcțional pe toată durata coborârii, aruncând informațiile proaste și continuându-și operațiunile mai importante, salvând misiunea.
Narațiunea populară a acestui moment – la vremea respectivă și încă și astăzi – susține că computerul a avut probleme și că Neil Armstrong, preluând controlul „manual”, a pilotat nava spațială până la suprafața Lunii. Oamenii au reușit! Computerele nu se compară cu noi!
Dar modul de aterizare pe Lună era un sistem de zbor prin cablu. Orice comandă pe care o dădea Armstrong trebuia să treacă prin computer. Așa că este probabil mai corect să spunem că atunci când Armstrong a aterizat pe Lună, el a spus computerului unde să atingă pământul. Nu a existat niciun control manual utilizabil; adevăratul triumf a fost flexibilitatea interacțiunii om-calculator.
Istorici precum Mindell, care a modelat coborârea secundă cu secundă, nu pun prea mult preț pe necesitatea acțiunilor lui Armstrong. El avea totuși nevoie de computer pentru a controla nava. „Dacă ar fi fost setat pe aterizare automată, ar fi coborât oricum, cu mai puțin tam-tam, deși poate în mijlocul unui câmp de bolovani”, a concluzionat Mindell. Povestea despre isprăvile umane a fost aproape o inversare perfectă a realității.
După toate acestea, poate că nu este surprinzător faptul că O’Brien se arată deranjat de ideea că un cuptor cu microunde sau un calculator ar putea fi considerat „la fel de puternic” ca și computerul Apollo.
„Cum definiți puterea?” întreabă O’Brien. „Este minunat să spui: „Această mașină este atât de puternică”. Ce vrei să spui prin asta?”
Pentru el, nu este vorba despre numărul brut de tranzistori, ci despre faptul că mașina se potrivește misiunii. Capacitate, nu putere. „Trebuia să ajungem pe Lună, să coborâm și să ne întoarcem, în mod autonom. Și-au atins țintele de a fi preciși după un sfert de milion de mile, de a lovi o țintă cu o rază de 500 până la 600 de picioare și cu o zecime de picior pe secundă”, a spus O’Brien. „Și vă spuneți: „Ceasul meu este mai puternic”. Nu, nu este.”
Lecția, poate, este simplă: Dacă telefonul tău este atât de mult mai puternic decât computerele care au dus omenirea pe Lună, atunci de ce te holbezi la Instagram toată ziua? Calculul este un mijloc, nu un scop.
.