Die Geschichte des Apollo-Leitcomputers, Teil 3

Während der Entwicklung des Apollo Guidance Computer (AGC) durch das MIT Instrumentation Laboratory (die vollständige Hintergrundgeschichte finden Sie in Teil 1 und Teil 2) ereignete sich zwischen 1965 und 1966 ein ungünstiges Ereignis, während die Gemini-Missionen stattfanden.

Das Gemini-Programm half der NASA, sich auf die Landungsmissionen von Apollo Moon vorzubereiten, indem es Rendezvous und andere kritische Techniken und Technologien testete. Zehn Besatzungen flogen Missionen im Erdorbit auf dem Zwei-Personen-Raumschiff Gemini.

"IBM hat das Flugsteuerungssystem für das Gemini-Programm durchgeführt", erinnert sich Dick Battin, der das Design der AGC für das Instrumentation Lab leitete, "und sie mussten eine Programmänderung in einem der Programme für Gemini vornehmen." IBM rechnete ein wenig und sagte der NASA: "Es kostet Sie 1 Million US-Dollar." Damals war das eine Menge Geld. "

George Mueller, Associate Administrator der NASA für bemannte Raumfahrt, war entsetzt. 1 Million US-Dollar für etwas namens "Software?"

"Nun, wenn es eine Million Dollar kostet, wenn IBM eine Änderung an dieser Software vornimmt, was für ein Problem werden wir dann mit dem Apollo-System, dem Apollo-Computer, haben?" Sagte Müller. "Das ist ein viel größerer Job … Und übrigens, wer macht den Apollo-Leitcomputer überhaupt?"

So erinnerte sich Battin jedenfalls daran.

"Es war also das erste Mal, dass eine Top-Person bei der NASA sagte:" Was ist mit dem Apollo-Computer los? ", Sagte Battin. „Nun, dann sind alle plötzlich die Flutlichter auf uns gerichtet. George Mueller kam zu Besuch nach [Boston], und dann schickte er Leute vom Hauptquartier herauf. Er fand heraus, dass wir diesen lustigen Computer und dieses lustige Programmiersystem hatten. Plötzlich wurde das Interesse an Apollo-Software von größter Bedeutung. “

Das System wurde mit drei Hauptuntereinheiten entworfen: der Trägheitsmesseinheit (IMU), der Computereinheit und der optischen Einheit. Es könnte alle bekannten Methoden zum Erhalten von Navigationsdaten verwenden, einschließlich Trägheits-, Himmels-, Bordradar- und Bodenverfolgung. Der Computer war die zentrale Komponente oder das „Gehirn“ des Apollo-Leit-, Navigations- und Steuerungssystems.

Das Instrumentation Lab hatte die Apollo-Leitsysteme entworfen, aber alle Teile wurden an anderer Stelle gebaut: Raytheon stellte die Führungscomputer zusammen, AC Sparkplug baute das Trägheitssystem, während Kollsman Instrument Company die Optik baute. Aber The Lab war für die Software verantwortlich. Im Grunde haben sie etwas aus dem Nichts erschaffen, sogar den Begriff "Softwareentwickler".

"Alles musste sehr sorgfältig gemacht werden, um zu versuchen, mit der Größe des Speichers, den wir hatten, Schritt zu halten", erklärte Battin. „Außerdem war es kein schneller Computer, aber der Computer musste Echtzeitberechnungen durchführen. Wenn Sie eine Sekunde Zeit hatten, um einige Berechnungen durchzuführen, und wenn es zwei Sekunden gedauert hat, ist das nicht akzeptabel, da die Uhr läuft und Sie damit Schritt halten müssen. "

Als die Softwareentwicklung jedoch in Verzug geriet, schickte Müller einen Troubleshooter namens Bill Tindall – einen Ingenieur, Genie und Renaissance-Mann -, der im Manned Spacecraft Center in Houston in der Missionsplanung arbeitete. Tindall wurde schließlich zum Chief of Apollo Data Priority Coordination ernannt, der von The Lab für die gesamte Entwicklung von Leit- und Navigationscomputersoftware verantwortlich ist. Er reiste jede Woche von Houston nach Boston zurück.

Tindall ging die Arbeit des Labors mit einem feinen Kamm durch und erkannte schnell die Hauptprobleme und charakterisierte die vorgeschlagenen Korrekturen klar. Die größte Lösung bestand darin, mehr Mitarbeiter für die Arbeit an der Software einzustellen.

"Als Bill Tindall zu The Lab kam und irgendwie übernahm – er hat uns über die Software in Form gebracht", sagte Battin. „Und es wurde offensichtlich, dass wir mehr Leute brauchten. Aber es war eine Managementtechnik, für die ich ehrlich gesagt nicht gerüstet war. Ich war wirklich eine Person, die es mochte, sich selbst zu tun, und ich war nicht wirklich in der Lage, das gesamte Orchester zu leiten, wenn ich mich auf ein Stück davon konzentrieren wollte. Aber es dauerte nicht lange, bis mir klar wurde, dass wir die Dinge nicht so weitermachen konnten, wie wir es taten, weil wir einige sehr gute Leute hatten, aber egal wie hart sie arbeiteten, wir hätten den Zeitplan nie aufstellen können. "

Schließlich arbeiteten im Labor 350 Mitarbeiter an Software, was der Entwicklung der AGC-Software vor der ersten Mondlandung umgerechnet 1.400 Mannjahre entspricht. Der Code – eine Kombination aus Assemblersprache und interpretierter mathematischer Sprache – wurde von Hand geschrieben, bevor er zum Testen in riesige Stapel Lochkarten eingegeben wurde. Währenddessen wurde alles ständig aktualisiert und geändert – sowohl die Hardware als auch die Software -, um mit den Anforderungen und Änderungen in den Apollo-Missionsplänen Schritt zu halten. Mit dem Engagement und der harten Arbeit der Ingenieure von The Lab wurde die Software jedoch zu einem riesigen Sprung in alles, was zuvor getan wurde, da sie alle Echtzeitanforderungen erfüllen konnte, während der Computer selbst der erste Flugcomputer war, der dies tat Verwenden Sie integrierte Schaltkreise.

Bildunterschrift: Eingabe von Befehlen in das Display und die Tastatur (DSKY) des Apollo Guidance Computer während einer Simulation. Bildhöflichkeit: Draper.

In einem weiteren ersten Schritt benötigte das AGC-System eine Schnittstelle, über die die Astronauten mit ihm kommunizieren konnten. Der Laboringenieur Ramon Alonso entwickelte eine einfache Display-Tastatur mit dem Namen „DSKY“ (ausgesprochen diss-key). Es hatte eine digitale Anzeige mit großen Tasten, die nur Zahlen (keine Buchstaben) enthielten, und kommunizierte mit der AGC über eine Verb-Nomen-Schnittstelle, in der zweistellige Zahlen Programme, Verben und Nomen darstellten. Das DSKY bestand jedoch aus einem begrenzten Wortschatz von 99 Substantiven und 99 Verben.

Astronauten gaben die Zahlen für die Aktion ein, die sie ausführen wollten, und für das Programm, das sie ausführen wollten. Obwohl es kompliziert klingt, sagten die Astronauten, es sei einfach zu bedienen (insbesondere für Menschen in den 1960er Jahren, die noch nie einen Computer gesehen oder benutzt hatten), und die Bedienung wurde bald zur zweiten Natur. Ein NASA-Softwareentwickler, Jack Garman, verglich es mit dem Klavierspielen, bei dem Sie nach mehrmaligem Spielen eines Songs nicht auf die Tasten schauen müssen, um zu wissen, wo Sie Ihre Finger hinlegen müssen.

Der erste echte Test der AGC fand auf der Apollo 8-Mission statt, dem ersten Flug, der zum Mond flog und in die Mondumlaufbahn eintrat. Am 24. DezemberthFrank Borman, James Lovell und William Anders nutzten die AGC, um die Insertion der Mondumlaufbahn erfolgreich abzuschließen und zehn Umdrehungen um den Mond zu machen. Jedes Mal, wenn sie zur Farside des Mondes gingen, verlor die Besatzung jegliche Kommunikation und Verfolgung mit der Erde, aber der Computer hielt sie auf dem Laufenden.

Auf dem Heimweg gab Lovell jedoch versehentlich den falschen Code in den DSKY ein und löschte schließlich einen Teil des Computerspeichers und ließ das Raumschiff glauben, sie seien am falschen Ort. In einem Test des optischen Backup-Navigationssystems verwendete Lovell jedoch schnell das Sextanten- und Teleskop, um die genaue Position herauszufinden, und gab dann die richtigen Koordinaten manuell in die AGC ein.

Aber auf Apollo 11 hat sich die AGC wirklich bewährt. Am 20. Juli 1969, als die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin an Bord des Mondmoduls "Eagle" zur Mondoberfläche hinabstiegen, ertönte ein Hauptalarm, der eine Überlastung des Hauptcomputers des LM signalisierte.

Trotz des Alarms „1202“ (und später eines ähnlichen 1201) für die Überlastung führte der Leitcomputer die beabsichtigte Leistung aus und schaltete mit seiner Prioritätsplanung jedes Programm außer der Priorität Nummer eins (dem Landeprogramm) aus und startete neu Dies ermöglichte es Armstrong und Aldrin, mit der Landung fortzufahren.

Die Alarme waren jedoch beunruhigend. Dank einer Simulation dieser Alarme nur zwei Wochen vor dem Start von Apollo 11 wussten Jack Garman und Fluglotse Steve Bales, dass sie keinen Abbruch der Landung fordern sollten, wenn die Computeralarme ertönten. Der 1202-Alarm wurde auf einen dunklen elektrischen Zustand zurückgeführt, in dem der Computer mit Eingaben überflutet war, die so viel wertvolle Verarbeitungszeit stehlen konnten. Es wurde geschätzt, dass dieses Problem nur einmal in hundert Fällen auftreten könnte und nur dann, wenn sich der Modusschalter für das Rendezvous-Radar (obwohl während der Landung irrelevant) in einer bestimmten Position befindet.

"Der Alarm sagte uns lediglich, dass der Computer Dinge tut, Aktivitäten herunterfährt und die Aktivitäten neu startet, die absolut notwendig sind", sagte Battin. „Es bedeutet nur, dass der Computer einen Neustart durchführte, weil er zu viel zu tun hatte. Jedes Mal, wenn ich Leuten erzähle, dass der Apollo-Computer nie einen Fehler gemacht hat, nie einen Fehler gemacht hat, rufen sie immer [diese Alarme] auf. Aber der Computer hat genau das getan, was er tun sollte. “

Hinweis: Dick Battin ist 2014 verstorben, aber sein Eine wunderbare mündliche Überlieferung finden Sie in den Geschichtsarchiven des Johnson Space Center.

Weitere Bilder aus dem MIT Instrumentation Laboratory, jetzt bekannt als Draper, finden Sie auf der speziellen Website „Hack The Moon“ für den Apollo 50th anJubiläum.

Weitere Geschichten über Apollo – einschließlich des MIT Instrumentation Lab-Teams – finden Sie in Nancy Atkinsons neuem Buch "Acht Jahre bis zum Mond: Die Geschichte der Apollo-Missionen".

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