1950'lerin sonlarında, NASA'nın Ay'a gitme veya oraya ulaşmak için bir bilgisayara ihtiyaç duyma niyetleri olmadan önce, MIT Enstrümantasyon Laboratuvarı bir gün Mars'a uçmayı umdukları küçük bir prototip probu tasarlamış ve inşa etmişti (arka planı kısmen okuyun) Bu hikayenin 1 tanesi burada). Bu küçük prob, Lab'in II.Dünya Savaşı'ndan bu yana ordu için tasarladığı ve inşa ettiği balistik füzeler, denizaltılar ve uçaklar için eylemsizlik sistemlerine dayanan küçük, ilkel bir genel amaçlı bilgisayar kullandı.
Enstrümantasyon Laboratuarı'ndaki insanlar Mars Prob konseptlerinin - ve özellikle de navigasyon sisteminin - ABD Hava Kuvvetleri ve Jet Tahrik Laboratuvarı gibi yeni gezegensel keşif çalışmalarına ilgi duyacaklarını düşündüler. Ancak MIT Laboratuvarı onlara yaklaştığında, iki kurum da ilgilenmedi. Hava Kuvvetleri uzay işinden çıkıyordu ve JPL, Mojave Çölü'ndeki büyük Goldstone iletişim çanağından navigasyon yaparak kendi gezegen uzay araçlarını çalıştırmayı planlıyordu. 26 metrelik radar çanağı, erken robotik Pioneer problarını izlemek için yapılmıştı.
Hem Hava Kuvvetleri hem de JPL, Lab'ın yeni kurulan NASA organizasyonunu halkla konuşmak için konuşmasını önerdi.
Laboratuar üyeleri Washington D.C.'de NASA Genel Müdür Yardımcısı Hugh Dryden ve NASA'nın Langley Araştırma Merkezinde Uçuş Dinamikleri Şubesi'ne liderlik eden Robert Chilton'u ziyaret etti. Her iki adam da Laboratuarın tasarım üzerinde, özellikle de rehber bilgisayarda çok iyi çalışmalar yaptığını düşünüyorlardı. NASA, Lab konusundaki çalışmalarına devam etmesi için 50.000 dolar vermeye karar verdi.
Daha sonra, Laboratuar lideri Dr. Charles Stark Draper ve diğer NASA liderleri arasında NASA'nın aklındaki çeşitli uzun menzilli planları ve Laboratuar tasarımlarının insanlar tarafından yönlendirilen bir uzay aracına nasıl sığabileceğini tartışmak üzere bir toplantı kuruldu. Birkaç toplantıdan sonra, sistemin astronotlar için kontrol ve ekranlara sahip genel amaçlı bir dijital bilgisayar, bir uzay sekstantı, jiroskop ve ivmeölçer ile ataletsel bir yönlendirme birimi ve tüm destekleyici elektroniklerden oluşması gerektiği belirlenmiştir. Tüm bu tartışmalarda, herkes astronotun uzay aracının işletilmesinde rol oynaması gerektiği ve sadece sürüş için olması gerektiği konusunda anlaştı. Ve tüm NASA halkı özellikle bağımsız navigasyon yeteneğini sevdi, çünkü Sovyetler Birliği'nin bir ABD uzay aracı ile yer arasındaki iletişimi engelleyebileceği, astronotların misyonunu ve yaşamlarını tehlikeye atabileceğinden korkuyordu.
Ama sonra, Apollo Projesi doğdu. Başkan John F.Kennedy, Nisan 1961'de NASA'ya Ay'a inip on yıl sonundan önce güvenli bir şekilde Dünya'ya geri dönmesi için meydan okudu. Sadece on bir hafta sonra, Ağustos 1961'de, Apollo için ilk ana sözleşme, rehberlik ve navigasyon sistemini oluşturmak için MIT Enstrümantasyon Laboratuvarı ile imzalandı.
"Probumuz vardı," dedi Lab'de Mars Probe tasarım ekibinin bir parçası olan Dick Battin, "ama… Mars'tan sonra modellemeyi denemek dışında bu işi nasıl yapacağımız hakkında hiçbir fikrimiz yoktu. incelemek, bulmak."
Apollo Rehberlik Bilgisayarı'nın (AGC) irfanının bir kısmı, Lab'ın 11 sayfalık teklifinde listelenen özelliklerin bir kısmının Doc Draper tarafından temelde ince havadan çekildiğidir. Daha iyi sayıların eksikliği - ve bir uzay aracının içine sığması gerektiğini bilmek için - 100 pound ağırlığında, 1 fit küp büyüklüğünde ve 100 watt'tan daha az güç kullanacağını söyledi.
Ancak o zaman, başka hiçbir sözleşmeye izin verilmediği için teorik Apollo bileşenleri veya uzay aracı hakkında çok az spesifikasyon biliniyordu ve NASA henüz yöntemine karar vermedi (doğrudan çıkış, Dünya Yörünge Randevusu veya Ay Yörüngesi Randevusu) ve Ay'a gitmek için uzay aracı türleri.
Battin, 'İşin ne olduğunu bilmiyoruz, ama bu sahip olduğumuz bilgisayar ve üzerinde çalışacağız, genişletmeye çalışacağız, yapabileceğimiz her şeyi yapacağız' dedi. . “Ama herkesin bu işi yapabilecek ülkeye sahip olduğu tek bilgisayardı… bu iş ne olursa olsun.”
Battin, ilk başta, Ay'a uçma seçeneğinin, uzay aracının çeşitli bölümlerinin Dünya'dan fırlatılacağı ve Dünya yörüngesinde birleştirilip Ay'a uçup oraya bir bütün olarak nasıl gideceği Dünya yörünge randevusu olacağını hatırladı. Ancak nihayetinde, ayın yörünge buluşma konsepti kazandı - iniş komuta modülünden ayrılacak ve Ay'a inecekti.
“Peki bu ortaya çıktığında soru şuydu… Ay Modülü için Komuta Modülü'nden tamamen yeni ve farklı bir yönlendirme sistemine ihtiyacımız var mı?” Dedi Battin. “Bu konuda ne yapacağız? NASA'yı her iki uzay aracında da aynı [bilgisayar] sistemini kullanmaya ikna ettik. Farklı görevleri var, ama ay modülüne yinelenen bir sistem koyabiliriz. İşte biz de öyle yaptık. ”
Apollo Rehberlik Bilgisayarı (AGC) üzerindeki ilk kavramsal çalışma, Battin ve kohortları Milt Trageser, Hal Laning, David Hoag ve Eldon Hall'un rehberlik, navigasyon ve kontrol için genel konfigürasyonu üzerinde çalışarak hızla ilerledi.
Rehberlik, bir geminin hareketini yönlendirmek anlamına gelirken, navigasyon gelecekteki bir varış noktasına göre mevcut pozisyonun mümkün olduğunca doğru bir şekilde belirlenmesine atıfta bulundu. Kontrol, aracın hareketlerini yönlendirmeyi ve uzayda tutumu (yalpalama, eğim ve yuvarlanma) veya hızı (hız ve yön) ile ilgili yönleri ifade eder. MIT’nin uzmanlığı rehberlik ve navigasyon üzerine odaklanırken, NASA mühendisleri - özellikle Project Mercury üzerinde çalışma deneyimi olanlar - rehberlik ve kontrolü vurguladı. Bu nedenle, iki varlık, jiroskoplardan ve ivmeölçerlerden elde edilen verilere ve manevraların bilgisayar ve yazılımın bir parçası haline getirilmesine bağlı olarak gerekli olan manevraları oluşturmak için birlikte çalıştı.
MIT Enstrümantasyon Laboratuarı için, Apollo Rehberlik Bilgisayarı ile ilgili büyük bir endişe güvenilirlikti. Bilgisayar uzay aracının beynidir, ama başarısız olursa ne olur? Artıklık temel güvenilirlik sorununa bilinen bir çözüm olduğundan, The Lab'daki insanlar bir tanesi yedek olmak üzere gemide iki bilgisayar kullanmayı önerdiler. Ancak Apollo Komuta ve Servis Modüllerini inşa eden şirket olan Kuzey Amerika Havacılık, ağırlık gereksinimlerini karşılayan kendi sıkıntılarını yaşıyordu. Kuzey Amerika, iki bilgisayarın boyut ve alan gereksinimlerine hızlı bir şekilde karşı çıktı ve NASA kabul etti.
Daha fazla güvenilirlik için başka bir fikir, uzay aracı üzerinde sparecircuit panoları ve diğer modüllerin bulunmasıydı, böylece astronotlar uzaydayken arızalı parçaları değiştirerek “uçuşta bakım” yapabildiler. modülü ve Ay'a yaklaşırken yedek bir devre kartı takmak mantıklı görünüyordu - bu seçenek oldukça uzun bir süre güçlü bir şekilde düşünülmesine rağmen.
Battin, “Biz sadece bu bilgisayarı güvenilir hale getireceğiz,” dedik. “Bugün, başarısız olmayacak şekilde derleyeceğinizi söylediyseniz, programdan atılacaksınız. Ama biz de öyle yaptık. ”
1964 sonbaharında Lab, AGC'nin yükseltilmiş versiyonunu, özellikle gelişmiş teknolojiden yararlanmak için tasarlamaya başladı. Apollo misyonunun en zorlu yönlerinden biri, uzay aracını Ay'a ve geriye gitmek için gereken gerçek zamanlı hesaplama miktarıydı. Laboratuardaki mühendisler projeye ilk kez başladığında, bilgisayarlar hala analog teknolojiye güveniyorlardı. Analog bilgisayarlar Ay'a bir görev için hızlı ya da yeterince güvenilir değildi.
1959'da henüz icat edilmiş olan entegre devreler artık daha yetenekli, güvenilir ve daha küçüktü; önceki tasarımları çekirdek transistör devreleri kullanarak değiştirerek yaklaşık yüzde 40 daha az yer kaplayabilirler. MIT 1961'de AGC sözleşmesini kazandığından beri teknoloji ilerledikçe, Apollo’nun ilk uçuşunun güvenilirlikte daha büyük ilerlemelere ve umarım maliyette düşüşlere izin vereceğinden emin oldular. Bu kararla AGC, entegre devreleri kullanan ilk bilgisayarlardan biri oldu ve yakında ABD'deki mikro devrelerin çıktısının üçte ikisinden fazlası Apollo bilgisayar prototiplerini oluşturmak için kullanılıyordu.
Lead image caption: Fairchild 4500a entegre devre olarak bilinen erken bir entegre devre. Görüntü izniyle: Draper.
Bilgisayar donanımı için birçok tasarım öğesi yerine geçmeye başlamış olsa da, 1960'ların ortalarında rahatsız edici bir sorun ortaya çıktı: bellek. Mars Probuna dayanan orijinal tasarım, sadece 4 kilobayt sabit bellek ve 256 kelime silinebilirdi. NASA, Apollo programının daha fazla yönünü ekledikçe, bellek gereksinimleri artmaya devam etti, 10 K, sonra 12, 16, 24 ve son olarak 36 Kilobayt sabit bellek ve 2 K kullanılabilir.
Laboratuarın geliştirdiği sisteme çekirdek halat bellek deniyordu, yazılım silinemeyen belleği oluşturmak için küçük manyetik 'çörekler' aracılığıyla dokunan nikel alaşımlı tel ile dikkatlice yaratıldı. Bilgisayar olanların ve sıfırların dilinde, eğer bir tane varsa, çörek boyunca koştu; sıfır olsaydı, tel etrafından koştu. Bir bellek bileşeni için, 512 manyetik çekirdekten dokunan yarım mil tel demetleri aldı. Bir modül 65.000'den fazla bilgi depolayabilir.
Battin, çekirdek-ropememory LOL yöntemini oluşturma sürecini çağırdı.
“Küçük Yaşlı Bayanlar,” dedi. “Raytheon fabrikasındaki kadınlar yazılımı tam anlamıyla bu çekirdek halat hafızasına öreceklerdi.”
Kadınlar esas olarak dokumayı yaparken, mutlaka yaşlı değillerdi. Raytheon, telleri örmek için ayrıntılı talimatları takip etmesi gereken dokuma konusunda usta olan birçok eski tekstil işçisini istihdam etti.
Çekirdek halat anıları ilk inşa edildiğinde, süreç oldukça emek yoğundu: iki kadın birbirlerinden karşıya otururlardı, küçük manyetik çekirdeklerden bir tel akışı el ile örerlerdi, bir tarafı bağlı tel ile bir prob iterlerdi diğerine. 1965'e gelindiğinde, yine New England'ın dokuma endüstrisinde kullanılan tekstil makinelerine dayanarak, telleri dokumaya yönelik daha mekanik bir yöntem uygulandı. Ama yine de, süreç son derece yavaştı ve bir programın örülmesi birkaç hafta hatta ay sürebilir ve test etmek için daha fazla zamana ihtiyaç vardı. Dokumadaki herhangi bir hata, yeniden yapılması gerektiği anlamına geliyordu. Komut Modülü bilgisayarında altı çekirdek çekirdek modülü seti bulunurken, Ay Modülü bilgisayarı yedi adet tuttu.
Toplamda, bilgisayarda yaklaşık 30.000 parça vardı. Her bileşen bir elektrik testi ve bir stres testinden geçirilir. Herhangi bir hata, bileşenin reddedilmesi çağrısında bulundu.
“Bellek güvenilir olmasına rağmen,” dedi Battin, “NASA'nın hoşlanmadığı şey, bilgisayar programının ne olacağına karar vermek için çok erken bir zamanda ihtiyaç duymanızdı. Bize, 'Son dakika değişikliği yaparsak?' Diye sordular. Son dakika değişiklikleri yapamayacağımızı ve hafızayı değiştirmek istediğinizde en az altı haftalık bir kayma anlamına geldiğimizi söyledik. NASAsaid'in dayanılmaz olduğu durumlarda, onlara, “İşte bu bilgisayar bu şekilde ve kullanabileceğiniz başka bir bilgisayar yok” dedik.
AGC üzerinde 1965'e ve 1966'ya kadar çalışma ilerledikçe, tüm donanımı tasarlarken ve inşa ederken, başka bir yönün büyüklüğü ve karmaşıklığı göze çarpıyordu: yazılımı programlama. Hem zaman çizelgelerini hem de özellikleri karşılayarak bilgisayarın en büyük tanımlayıcı sorunu haline geldi.
Tüm programlama temelde olanlarda ve zeroslevel, montaj dili programlamada yapıldı. Yazılımı karmaşık görevleri yerine getirecek şekilde tasarlarken, yazılım mühendislerinin, kodu bellek kısıtlamalarına uyması için ustaca yollar bulmaları gerekiyordu. Ve elbette, bu hadeverlerin hiçbiri daha önce yapılmadı, en azından bu ölçek ve karmaşıklık seviyesine kadar. Atany zaman verildiğinde, AGC'nin aynı anda birkaç görevi koordine etmesi gerekebilir: radardan okunuşlar, yörüngeyi hesaplama, jiroskoplarda hata düzeltmeleri yapma, hangi iticilerin ateşlenmesi gerektiğini belirleme ve ayrıca NASA'nın yer istasyonlarına veri iletme ve theastronauts'tan yeni girdiler alma .
Hal Laning, görevlere farklı öncelikler atayan ve yüksek öncelikli görevlerin düşük öncelikli görevlerden önce yatmasını sağlayan bir yönetici programı olarak adlandırdığı şeyi tasarladı. Bilgisayar farklı görevler arasında bellek ayırabilir ve bir görevin nerede kesildiğini takip edebilir.
Laboratuarın yazılım ekibi, kasıtlı olarak, en önemli komutları tanımlayabilen ve daha az önemli komutlardan kesintisiz çalışmasına izin verebilecek öncelikli bir programlama yeteneği ile yazılımı tasarlamaya başladı.
Bununla birlikte, 1965 sonbaharında, programların geliştirilmesi programın önemli ölçüde gerisinde kaldığı için NASA için Apollo bilgisayarının ciddi bir sorun yaşadığı ortaya çıktı. "Yazılım" adı verilen nispeten bilinmeyen bir miktarın tüm Apollo programını geciktirebilmesi NASA tarafından iyi karşılanmadı.
Sonraki: Bölüm 3, hepsini anlamaya.
