BRATISLAVA – Presne pred 50 rokmi ľudská posádka prvý raz pristála na našom najbližšom vesmírnom susedovi – Mesiaci. Legendárnej kozmickej misie Apollo 11 sa zúčastnili traja astronauti: Neil A. Armstrong, Michael Collins a Edwin „Buzz“ E. Aldrin. O historickej udalosti bolo popísané už mnoho. My sa preto zameriame na prístroj, bez ktorého by let a pristátie na Mesiaci nebolo možné uskutočniť. Ide o palubný počítač.
Hneď, ako sa rozhodlo o americkej misii na Mesiac, bolo jasné, že budú astronauti pri priblížení sa k telesu potrebovať počítač. Problémom bolo, že v čase, keď vtedajší prezident John F. Kennedy v máji 1961 oznámil cieľ, dostať ľudskú posádku na povrch Mesiaca do konca desaťročia, taký počítač neexistoval.
Vtedajšie počítače ani zďaleka nespĺňali základné požiadavky pre odvážnu misiu. Boli nimi spoľahlivosť, čo najmenšia spotreba prúdu a malé rozmery. Počítače v tej dobe často “padali”, boli väčšie ako niekoľko chladničiek a informáciami boli zásobované pomocou diernych pások.
Počítač AGC
Výsledkom niekoľkoročného vývoja bol AGC – Apollo Guidance Computer. Prístroj bol v mnohých smeroch úplne novátorský, aby spĺňal požiadavky, ktoré boli s misiou spojené. Niektoré inovácie sa presadili na dlhú dobu. Prvýkrát boli použité integrované obvody – predchodcovia dnešných mikročipov. Mimochodom, vesmírnej agentúre NASA sa podarilo vďaka veľkým objednávkam čipov drasticky znížiť ich cenu, napísal historik Charles Fishman, ktorý zaznamenal históriu misie na Mesiac z technického pohľadu v knihe “One Giant Leap”. Zo 1000 dolárov za logický obvod v roku 1962, klesla cena v priebehu roka na 15 dolárov. V roku 1969 to už bolo iba 1,58 dolára.
Akú použili pamäť?
Inovácia pamäte pre počítač bola príliš špecifická, aby sa uplatnila aj v inej sfére. Bolo ju totiž potrebné doslova “zošiť”. Pre hlavnú pamäť, v ktorej bol uložený riadiaci softvér, bola vyvinutá tzv. Core Rope Memory.
Vývojári hľadali médium, ktoré by bolo oproti magnetickým platniam omnoho odolnejšie proti všetkým typom žiarenia. Softvérový kód pozostávajúci z binárnej číselnej kombinácie núl a jednotiek bol naozaj pevne zošitý. Ak kábel viedol cez feritové jadro, bolo to interpretované ako jednotka. Ak viedol mimo jadra, znamenalo to nulu. Desiatky žien museli mesiace splietať drôty na špeciálnych strojoch a nemohli si dovoliť žiadnu chybu. Veľkosť takejto pamäte bola 73 kilobajtov. Mnoho e-mailov, ktoré dnes dostávate, je väčších.
Priekopnícky počítač
Z dnešného pohľadu môže byť ťažké pochopiť, aké priekopnícke boli v tej dobe počítače pre misie Apollo. Zvládli 85-tisíc operácií za sekundu – čip od Applu A12 v smartfóne iPhone XS ich urobí päť biliónov. Pre 60-te roky minulého storočia to však bol obrovský skok vo výkone. Počítač prijímal údaje z radaru a iných senzorov, ako aj z pozemnej stanice a zároveň riadil aj kozmickú loď. Mesačný modul aj samotná Apollo 11 mali vlastný počítač AGC.
Pre komunikáciu astronautov s počítačmi vývojári v Massachusetts Institute of Technology (MIT) pri Bostone vymysleli systém, ktorý dovoľoval dávať rýchle príkazy. Na zadávanie slúžilo pole s veľkými tlačidlami, aby ich astronauti mohli presne trafiť aj v rukaviciach svojich skafandrov.
Zadávanie príkazov do počítača AGC. Zdroj: YouTube
Programovací jazyk
Softvér počítača Apollo bol napísaný v dnes už skoro neznámom jazyku Assembly. Riaditeľka vývoja Margaret Hamiltonová vtedy pózovala pre fotografa s hromadou vytlačeného papiera s programovacím kódom – zväzky dosahovali takmer jej výšku. Stránky boli neskôr naskenované, a kód je k dispozícii na vývojárskej platforme Github. Nadšenci vytvorili na tomto základe emulátory, ktorými je možné ovládať virtuálny počítač misie Apollo.
Hamiltonová so svojím tímom založili základy aj pre dnešný vývoj softvéru. Tak napríklad určili, ktoré úlohy sú prioritné a ktoré môžu byť v prípade potreby prerušené, aby sa tak uvoľnila pamäť. To malo zabrániť prerušeniu misie tesne pred jej cieľom.
Tri minúty pred pristátím na Mesiaci 20. júla 1969 hlásil počítač zrazu chyby. Ako sa neskôr ukázalo, bolo to z jeho preťaženia. Dôvodom bola konštrukčná chyba, ako napísal David Mindell v knihe “Digital Apollo”. Počítač sa zahltil obsluhovaním stretávacieho radaru, ktorý nebolo v okamihu pristátia potrebné používať. Mal pomáhať posádke pri opätovnom spojení mesačného modulu s materskou kozmickou loďou. Na pristátie slúžil iný radar.
Našťastie, systém navrhnutý tímom Hamiltonovej prerušil proces ako sekundárny, čím sa uvoľnil výpočtový výkon na pristátie.
