Astronautika: istorija

FELJTON Pola veka Apoll 11

 


PLANIRANJE PUTOVANJA NA MESEC

Izrada softvera za 'Apolo'je bila daleko složenija zadaća od dizajniranja hardvera. AGC je postao tada poznat u svetu računara po svojoj inovativnoj arhitekturi. Iako bi iscrpna analiza ove teme zahtevala pisanje nekoliko knjiga – nešto što je već učinjeno – dovoljno je naglasiti da je LOL memorija kodirana u binarnom jeziku prevedena s jezika višeg nivoa nazvanog 'Interpreter', što je zauzvrat bilo izvedeno jednom vrstom 'operativnog protosistema' poznatog kao 'Executive'[1]. Velika genijalnost 'Apolovog'AGC-a se krila u tome što je ovaj operativni sistem dozvoljavao pokretanje više programa istovremeno, što je predstavljalo rudimentni oblik onoga što danas zovemo multitasking. AGC je mogao da upravlja sa 7 programa odjednom prema važnosti, bez 'hanginga'ili resetovanja. Među glavnim menadžerima 'Apolovog'softvera bio je Hal Lejning Jr., koji će kasnije postati slavan kao jedan od izumitelja poznatog programskog jezika FORTRAN. Kao da to nije bilo dovoljno, AGC se mogao isključiti i uključiti za manje od dve sekunde bez gubitka podataka. Iz tog se razloga astronauti više nisu previše bojali ekvivalenta 'plavog ekrana' usred kritičnog manevra. U slučaju nužde, uvek je bilo moguće ponovo pokrenuti AGC i nastaviti kao da se ništa nije dogodilo.

a19
Dr Hal Lajning
(1920-2012) sa MIT-a, jedan od glavnih arhitekata AGC programiranja.

Iako su AGC računari na CSM-u i LM-u bili fizički slični, njihovi su softveri očito bio vrlo različiti. Operativni sistem, odn. softver koji je korišćen u računarima CGC (u komandno-servisnom modulu) nazvan je u misijama sa ljudskom posadom Sundisk,SunspotColossus, a softver u računarima LGC (u lunarnom modulu) dobio je naziv SunburstSundanceLuminary. Izrađeno je nekoliko verzija svakog – gotovo svaka misija je imala svoju verziju. U 'Apolu 11'korišćen je Colossus 2A– takođe poznat kao Comanche 055– korišten je u komandnom modulu, a Luminary 1A(revizija 99) u mesečevom modulu. Astronauti su komunicirali sa AGC-om koristeći interfejs u to vreme futurističkog izgleda koji se nazivao DSKY(Dispay and Keyboard). DSKY, izgovarao se kao 'diski', imao je rudimentne zelene digitalne ekrane i tastaturu s 19 dugmadi koja su sadržavala brojeve i razičite instrukcije. Danas mnogi ljudi mešaju DSKY sa samim AGC-om, iako je to bio samo interfejs (usput, ne mogu da odolim a da ne spomenem da se program zadužen za upravljanje DSKY-ovim ekranom zvao Pinball Game Buttons and Lights).

a20
Evolucija 'Apolovih'operativnih sistema.

a21
Evolucija i povezanost softvera CM AGC i LM ACG.

Preko DSKY-a astronauti su mogli da unose ili zahtevaju podatke. To se nije radilo direktno, već upotrebom 'verbs'('glagola', skupova naloga), 'nouns'('imenice', određeni redosled) ili programa. Ovi poslednji su predstavljali skup složenih instrukcija koje su mogle da posluže od sletanja na Mesec do poravnavanja navigacione platforme[2]. Naprimer, za vreme spuštanja i sletanja na Mesec, LGC je koristio programe P63, P64 i P66. Ako je astronaut hteo da odabere, recimo, program P63, morao je da u DSKY unese niz 'verb + 37 + enter + 63'('verb 37' je bila instrukcija zadužena za odabir odre-đenog programa). Za ostale zadatke potrebni su bili samo glagoli, poput aktiviranja automatskog pilota ('verb 46').

a22
Detalj originalnog 'diskija'. Desno je delimična lista numeričkih kodova za 'glagole' i 'imenice' u 'Apollo Guidance Computeru'(AGC-u), odštampana kao podsetnik sa strane.

a23
Dugmeta na DSKY-ju.

a24
DSKY 
na glavnoj kontrolnoj tabli CSM modula.

a25
Delovi DSKY-ja.

Brojevi prikazani na DSKY-ju nisu imali decimalni segment. Posade su morale da a prioriznaju koliko su iznosili celi delovi pojedinih značajnih brojeva svake veličine. Ali, uprkos svojim prednostima, AGC nije bila zver kojom se lako vladalo. Za usklađivanje inercijalne platforme bilo je potrebno pritisnuti između 30 i 130 dugmadi na tastaturi DSKY, a to je tokom putovanja na Mesec zahtevalo više od 10.000 pritisaka na dugmad. Posledica toga je bila ta da su posade provodile značajan deo vremena u kosmosu kuckajući instrukcije na tastaturii DSKY-ja. U komandnom modulu su se nalazila dva panela DSKY, jedan se nalazio na glavnoj instrumentnoj tabli, a drugi na stražnjoj strani pored sistema za navođenje i optičku navigaciju. U LM-u je postojao samo jedan DSKY, smešten na centralnoj konzoli između zapovednika i pilota lunarnog modula.

a26
Kontrolni panel lunarnog modula sa DSKYna dnu.

Robustnost AGC se pokazala na 'Apolu 11'tokom kritične faze sletanja na Mesec. Baz Oldrin, pilot lunarnog modula, aktivirao je specifičan režim Doplerovog radar za spajanjeLM-a kako bi ovaj bio spreman samo za slučaj da moraju da prekinu silazak i spoje se ponovo sa CSM-om[3], što je zadatak koji nije bio predviđen čeklistom misije. Kao rezultat toga, LGC-ov Luminaryoperativni sustav je bio 'udavljen' jer je morao da upravlja dodatnim programom, te je tokom kritične faze aluniranja nekoliko puta aktivirao alarm '1202' i '1201' za preopterećenje sistema. Zahvaljujući multitaskingmogućnostima LGC-a, računalo se nije ugušio, već je restartovan bez gubitka podataka (zapamti da mu je za to bilo potrebno manje od dve sekunde). Niko u kontroli misije u Hjustonu nije znao šta znače ti alarmi, ali tim za usmeravanje misije (GUIDANCE[4]) smešten u drugoj sobi MOCR-a (Mission Operations Control Room), zadužen za nadgledanje rada LGC-a, znao je šta znače i zvao svog šefa, GUIDO oficira Stiva Bejlsa, obavestivši ga da se ništa neće dogoditi sve dok se alarm ne počne da javlja kontinuirano i uzrokuje restart sa gubitkom podataka.

a27
Deatalj DSKY-a u lunarnom modulu.

a28
Početak kodova Colossusa 2A(Comanche 55), 'operativnog sistema' za AGC 'Apola 11'.

I CGC i LGC su sačinjavali sistem navođenja i primarne navigacije 'Apola', ili PGNCS(Primary Guidance, Navigation and Control System), što se izgovaralo kao 'pings'. Međutim, uprkos činjenici da je LGC bio vrlo siguran, NASA je želela rezervni sistem na lunarnom modulu kako bi osigurala da se astronauti ne sruše na površinu tokom sletanja ili uzletanja, dva kritična manevara koja se nisu mogla ponoviti ili stopirati radi analize mogućih grešaka. Zbog toga je LM nosio drugi računar poznat kao AGS(Abort Guidance System), koji se izgovarao kao 'aggs'. AGS je zapravo bio komercijalni računar 'MARCO 4418' sa ROM i RAM memorijom od po 2 kB (zapravo, 18-bitnih 'reči'). Imao je svoj poseban displej sličan DSKY-ju, ali je dobio ime DEDA(Data Entry and Display Assembly) i bio je smešten sa leve strane upravljačke konzole, ispred pilota lunarnog modula.

a29
Kontrolni panel DEDAu lunarnom modulu 'Apola 11'rezervnog računara AGC. Računar je proizvela kompanija 'TRWInc.' nezavisno od razvoja računara AGCPGNCS. 'MARCO' (skraćeno od 'Man Rated Computer') bio je težak 14,8 kg, imao dimenzije 12,7×20,3×60,33 cm i trošio je 90 W struje. Zbog vrste memorije bio je sporiji od AGC-a, mada su neke operacije izvođene brže nego na AGC.

Danas je uobičajeno da se u mnogim tekstovima o 'Apolu'AGS DEDA zbog svoje sličnosti meša sa AGC DSKY. Međutim, AGS je bio znatno jednostavniji element. AGS je koristio navigacione podatke LGC-a, tako da je jedan od najtežih zadataka pilota lunarnog modula bio da ručno unosi te podatke u AGS pre svakog kritičnog manevara. Pored toga, koristio je jednostavniji i manje robustan IMU od PGNCS-a. Srećom, tokom čitavog programa 'Apolo'nikada se nije ukazala potreba za korišćenjem AGS-a, iako je njegov rad testiran u 'Apolu 10'. AGS je dobar odgovor na pitanje 'da li bilo moguće putovati na Mesec sa jednostavnijim računarom?'. Odgovor je 'da', iako je, očito, AGS bio manje siguran od LGC-a. Sa druge strane, u komandnom modulu PGNCS-ov rezervni sistem se nazivao SCS(Stabilization and Control System). Za razliku od rezervnog računara AGS lunarnog modula, koji je bio rudimentniji računar od AGC-a, rezervni sistem SCS je u osnovi bio vrlo jednostavan analogni računar – pre kalkulator – koji se bavio samo automatskim pilotiranjem broda i imao jednostavnije žiroskope od onih kod IMU-a.

a30
Elementi SCS-a, PGNCS-ov bekap sistem u kontrolnom modulu (u osnovi jednostavni analogni računar koji je osiguravao fly-by-wire).

a31
Margareta Hamilton
, jedna od glavnih 'Apolovih'programera, u CSM-ovom simulatoru.

INERCIONA PLATFORMA

Glavni računar AGC(Apollo Guidance Computer) bio je odgovoran za kontrolu letilice i njenih motora a, u zadacima navođenja i navigacije, koristio je podatke IMU platforme i zvezdani navigacioni sistem (kao što smo videli, skup ovih elemenata tvorio je primarni navigacioni sistem, ili PGNCS). IMU je imao samo tri žiroskopa – jedan po svakoj osi – i, zbog ovog ograničenja, astronauti su morali da budu oprezni tokom svojih manevara kako ne bi blokirali platformu, situaciju koja je poznata i kao 'gimbal_lock', što sam ja nazvao 'zaključavanjekardana[5]'.

Do zaključavanja kardana dolazi kada dve ose žiroskopa završe u istoj ravni, tako da IMU podaci više nisu pouzdani i moraju da se 'resetuju' spoljnjim podacima. Nije bilo potrebe, ali ponovna poravnanja platforme bila su velika muka za posadu (očito, da se zaključavanje dogodilo tokom kritične faze misije, stvar bi potencijalno mogla da bude vrlo važna).

a31b
Kardanski sistem. Inerciona platforma sa žiroskopima i akcelerometrima.

a32
FDAI
, ili 'veštački horizont' sa zonom blokade platforme koju su astronauti želeli da izbegnu. Crveni krug pokazuje zonu u kojoj inercioni kardani ulaze u opasnost da budu zaključani (kardani po 2 ose se poravnaju) izazivajući gubitak položajne referece. Pogledaj kako su astronauti 'Apola 13'izašli na kraj sa zaključavanjem kardana. Desno: veštački horizont na 'Apolu'bio je težak 2 kg.

Podaci IMU-a o položaju broda u odnosu na odabrani referentni sistem predstavljeni su na upravljačkoj tabli CSM-a i LM-a pomoću instrumenta FDAI(Apollo Flight Director Attitude Indicator), koji su astronauti nazvali '8 ball', i koji je izgledao kao jednostavni veštački horizont poput onoga koji se nalazi u bilo kojoj letilici[6]. Astronauti su insistirali na uključivanju FDAI-ja u CSM, premda su mnogi inženjeri smatrali da ovi previše robuju svom vazduhoplovnom iskustvom (upotreba FDAI-ja u LM-u je bila opravdanija jer na Mesecu postoji referentni horizont). FDAI je imao crveno obojeno područje koje vizualno upozorava astronaute na rizik od zaključavanja kardana.

a33
Elementi PGNCSlunarnog modula.

Zanimljivo je da bi se ograničenje zaključavanja kardana lako moglo izbeći ugradnjom četvrtog žiroskopa. Ne ulazeći dalje u detalje, LVDC(Digital Computer Computer Launch Vehicle) računari 'Saturna V'i brodova 'Gemini'su dobili ovu četvrtu jedinicu kako bi izbegli blokiranje platforme. Međutim, NASA je odlučila da na brodovima za Mesec koristiti samo tri žiroskopa kako bi spriječila da IMU dobije na težini, posebno zbog strogih ograničenja težine lunarnog modula. Uz to, tri žiroskopa su akumulirala manje pogrešaka od četiri, što je platformu činilo preciznijom. No paradoksalno je bilo da bi astronauti, kako bi izbegli zaključavanje kardana, trošili više vremena i goriva nego što je potrebno – da i ne spominjem dodatnu tenziju uzrokovanu neprestanim vođenjem računa o tome tokom manevrisanja – tako da, gledano iz te perspektive, ušteda težine verovatno nije bila dobra ideja.

a34
Presek kroz IMUi njegovi delovi. Žiroskopi (IRIGs, Xg, Yg, Zg) beleže promene položaja, a akcelerometri (PIPAs, Xa, Ya, Za) beleže promene ubrzanja.

PUT NA MESEC UZ POMOĆ ZVEZDA

Za redovno usklađivanje IMU-a, AGC je koristio kompleksni zvezdani optički navigacioni sistem pomenut ranije. Da je 'Apolo'bio konstruisan samo nekoliko godina kasnije, nema sumnje da bi se ovaj sistem sastojao od automatskih senzora, ali NASA je želela dodatni stepen redundantnosti za slučaj da se računar pokvari. Glavni optički navigacioni sisitem komandnog modula koristio je mali teleskop nazvan AOT(Alignment Optical Telescope) i sekstant (SXT) njujorškog proizvođača 'Kollsman Instrument Co.'.Sekstant je imao okular koji je pružao 28× uvećanje, dok onaj kod teleskopa nije imao povećavanje. Oba su okulara bila na stražnjoj strani komandnog modula, u podnožju sedišta astronauta.

a35
Dijagram 'Apolovog'teleskopa.

a36
Ron Evans
('Apolo 17') gleda kroz sekstant PGNCS-a komandno-servisnog modula. Desno od okulara se nalazi manualni AOT.

Dizajniranje optike komandnog modula nije bio prost zadatak, jer je oprema morala da bude konstruisana tako da ne ugrožava celovitost termičkog štita (optički otvor je bio smešten u onom delu štita koji se najviše zagrejavao). Po originalnom projektu, mehanizam optike je trebalo da može da se otvara, ali su američki inženjeri bili zgroženi mogućnošću da se ovaj sistem ne zatvori tokom ponovnog ulaska u atmosferu i izazove neplaniranu turbulenciju.

Iz optičkog sistema LM-a izostavljen je sekstant i ugrađen je samo teleskop AOT u periskopskoj konfiguraciji. Zbog ovih ograničenja, optički sistem LM-a omogućavao je jedino podatke o orijentaciji modula ali ne i o njegovom položaju i putanji, dok su sekstant i teleskop CSM-a uspevali da ponude oba parametra.

a37
Otvori na komandnom modulu za teleskop AOT i za sekstant.

a38
Otvor optičkog teleskopa na lunarnom modulu
.

a39
Položaj optičkog sistema u 'Apolovom'komandnom modulu.

Osnovni koncept sistema je bio neverovatno genijalan. Svi GCG i LGC računari su sadržavali u memoriji podatke o položaju čak 37 zvezda, koje su bile fiksirane na nebeskom svodu i služile za definisanje glavnog referentnog sistema, poznatog pod opskurnom skraćenicom REFSMMAT(Reference to Stable Member Matrix). Ovaj se referentni sistem menjao u skladu sa letilicom i fazom misije, tako da ih je postojalo devet različitih vrsta (npr. lansirna rampe, niska orbita, putovanje ka i sa Meseca, lunarna orbita ili površina Meseca). U najjednostavnijem slučaju, to je onaj sa LM, orijentacija broda je mogla da se utvrdi promatranjem kroz teleskop AOT čiji je okular posedovao rešetkastu končanicu. AOT je mogao da se okrene samo ka šest unapred određenih područja na nebu, koja su pokrivala uglove od po 60°.

a40
AOT lunarnog modula.

a40b
Vidno polje teleskopa lunarnog modula.

Ako je putnicima na Mesec bila poznata pozicija makar dve referentne zvezde, lako su uspevali da odrede orijentaciju broda. Astronauti su samo morali da odaberu jednu od referentnih zvezda i naznače računaru – pritiskom na dugme – trenutak u kojem je zvezda presekla ose x i y teleskopske končanice. Ponavljajući isti manevar s drugom zvezdom sa liste, računar je uspevao da utvrdi orijentaciju broda u odnosu na odabrani REFSMMAT. Ako se lunarni modul nalazio na Mesečevoj površini, ponekad se sa AOT-om nije mogla da vidi druga zvijezda, ali zauzvrat, gravitacioni vektor ubrzanja – koji je pokazivao ka središtu Meseca – mogao je da zameni nedostajuću zvezdu. Naravno, modul je na Mesečevoj površini bio nepokretan, pa astronauti nisu mogli da čekaju da zvezda preseče ose končanice. Ono što su učinili jeste rotiranje končanice dok se jedna od osa ne poklopi sa tom zvezdom i uđe u ugao nagiba okulara i udaljenosti do centra končanice u računaru. (Ovo zvuči a i jeste komplikovano – a kako drugo! – ali možda će ti biti jasnije ako pogledaš ovo.) Ovi poslednji podaci mereni su indirektno okretanjem okulara sve dok se zvezda nije poklopila sa Arhimedovom spiralom koja je takođe bila označena na končanici.

a41
AOT-ova končanica na lunarnom modulu i metod određivanja orijentacije broda korišćenjem dve zvezde i njihovog položaja na končanici okulara.

Za navigaciju u CSM-u, sistem je bio sličan ali precizniji, zahvaljujući korištenju sekstanata. Da bi kalibrisao IMU, pilot komandnog modula –u 'Apolu 11'to je bio Majkl Kolins – unosio je kôd zvezde kako bi od računara zatražio da usmeri optiku sektanta prema njoj. Pilot je tada mogao tačno da izmeri odstupanje od središta okulara nastalo usled nakupljenih pogrešaka u platformi. Zatim je samo morao da pomiče vidno polje sekstanta sve dok se zvezda ne pojavi u središtu i tad pritisne dugme kako bi računaru bilo jasno gde se zvezda uistinu nalazi.

a42
Džim Lovel koristi PGCNS optiku tokom cislunarne misije 'Apola 8'.

Ta se tehnika koristila za navigaciju, odn. za određivanje orijentacije broda, ali za vođenje broda bilo je potrebno znati položaj. U većini knjiga o 'Apolu'oba se koncepta mešaju, ali se očito vrlo razlikuju. Poznavanje orijentacije – ili 'položaja' – broda je neophodno, ali nije dovoljno za planiranje propulzivnih manevara misije. Kao što smo videli, s optičkim sistemom LM-a nije bilo moguće odrediti položaj modula, već samo njegovu orijentaciju, ali CSM je imao ovaj kapacitet. Kako je to postizano?

a43
Rad sa sekstantomradi određivanja položaja 'Apolo'letilice.

a44
Referentne zvezde 'Apola'. Zvezde 3, 17 i 20 zapravo su bila imena posade 'Apollo 1'napisana unazad. Navi(γCassiopeiae) bio je Ivan (Virgil Ivan Grissom); Regor(γVelorum) bio je Roger (Roger Chaffee); Dnoces(Talithaili iota Ursae Majoris) second (Ed White II). Posada im je dala imena u šali zbog toga što su ih teško pronalazili, a kasnije je to zadržano.

a45
Zvezdana karta
sa 'Apolovim' zvezdama. Skoro sve su bile preve ili druge veličine. Uobičajeno je bilo da se koriste po tri zvezde za sigurnu navigaciju.

Ključ je bio u korištenju sekstanta. Ovaj instrument je imao dva pravca gledanja koja su mogla biti postavljena na isti okular. Pomoću programa P23, astronaut je desnom rukom kontrolisao orijentaciju CSM-a pomoću komandi sličnih onim na levom sedištu komandnog modula[7]. Svemirska letilica bi se kretala sve dok se jedna od sekstantovih pravaca gledanja ne bi usmerio na određenu tačku, koja je mogla da bude Zemljin horizont, Mesečev horizont ili određeno područje na Mesečevoj površini (takođe i na Zemljinoj površini, ali u niskoj orbiti određivanje položaja sekstantom nije bilo prioritetno). Zatim je levom rukom upravljao dvoosnom kontrolom koja mu je dopuštala pomicanje sekstantske optike sve dok drugi pravac gledanja ne bi bio usmeren na drugi objekt, obično na jednu od referentnih zvezda. Nakon što bi se dve slike složile, astronaut je pritiskao dirku 'mark'kako bi pokazao računaru relativne uglove između dve slike. Ponavljajući manevar nekoliko puta i s nekoliko zvezda ili referentnih tačaka, mogla se postići vrlo velika preciznost u određivanju položaja broda. Ključ ove tehnike je da Mesec i Zemlja nisu bili statični objekti za brod 'Apolo', već da su to tela koja su menjala svoju prividnu veličinu u svakoj fazi misije, zavisno od udaljenosti do oba.

a46
Sekstant i AOT sa 'Apola'nazivali su se i OUA– Optical Unit Assembly. Služili su za traženje referentnih zvezda i repera na Mesecu (ili Zemlji) radi preciznog merenja uglova radi navigacije.

a47
U većini slučajeva, CM pilot je koristio teleskop za lociranje ciljane zvezde, a potom je tražio zvezdu u uvećanom vidnom polju sekstanta (28×) radi preciznog merenja.

U lunarnoj orbiti je korišten program P22 sa dva površinska markera kao referenci za sekstant. Astronauti su davali nadimke mnogim obeležjima na Mesečevom terenu, ne zbog njihovog ćefa ili sujete, već zato što su boravili na njemu. Možda je najpoznatiji primer planina Merlin (Mount Marilyn), planina koju je Džim Lovel krstio tokom misije 'Apola 8'u čast svoje supruge i koja je korišćena kao referenca prilikom sletanju 'Apola 11'. Merenje položaja je bilo posebno precizno određivano nekoliko sati pre i posle glavnih manevara paljenja motora tokom misije, poput TLI(trans-lunar injection) prema Mesecu, LOI(lunarorbit insertion) i TEI(trans-Earth injection) prema Zemlji. S druge strane, astronauti u Mesečevom modulu su određivali vreme koje je bilo potrebno za prelet iznad dve površinske referentne tačaka kako bi se na elegantan način procenio njihov položaj sa lunarne orbite zahvaljujući Keplerovim zakonima, i na taj način delomično kompenzovali ograničenja njihovog optičkog sistema.

a48
Oldrin i Lovel, posada 'Džeminija XII'.Baz Oldrin (levo) drži u ruci mali sekstant kako bi proučio njegovu sposobnost u utvrđivanju položaja broda.

a49Sekstant na 'Džeminiju XII'.

Tokom programa'Džemini'testirana je upotreba sekstanta u orbiti i proverena njegova prikladnost kao alata za utvrđivanje položaja i trajektorije. Pre ponovnog ulaska u Zemljinu atmosferu, pilot komandnog modula je takođe procenjivao putanju pomoću zemaljskog horizonta i neke zvezde ili Meseca kao referentne vrednosti, ali nije koristio sekstant, već relativni položaj tih objekata u odnosu na ugravirane oznake na levom prozoru komannog modula. Da bi se to postiglo, kapsula se morala okrenuti ka Zemlji ubrzo nakon odvajanja servisnog modula i pre nego što je ternoštit okrene napred.

a50
Položaj Meseca u odnosu na Zemljin horizont radi određivanja trajektorije komandnog modula pre ponovnog ulaska u Zemljinu atmosferu.

a51
Korištenje položaja Meseca u odnosu na CSM-ov prozor za zadatke navođenja.

Iako su astronauti isprva vrlo oklevali da koriste sistem za navođenje i navigaciju (PGNCSPrimary Guidance, Navigation and Control System), ubrzo su postali stručnjaci za njegovo korištenje i takmičili se jedni s drugima kako bi videli ko je taj koji je dobio maksimalnih 'pet kuglica' – neformalni izraz koji se koristio za označavanje pet nula koje je pokazao AGC kada je greška u poravnanju platforme bila jednaka nuli. Međutim, upotraba sisema za navođenje i navigaciju nije prolazila bez grešaka. Za vreme misije 'Apola 8', Džim Lovel, tadašnji pilot komandnog modula, bez vidljivog razloga se promenio referentni sistem broda, usled čega je AGC poverovao da se ne nalazi u lunarnoj orbiti već na lansirnoj rampi. Bila je potrebna pomoć zemaljske kontrole misije kako bi se platforma ponovno uskladila, ali problem je poslužio uvođenju niza zaštitnih mera u softveru koje će kasnije biti od vitalne važnosti, što je sâm Lovel iskusio 16 meseci kasnije u 'Apollo 13'(za stvarno delikatne manevre, poput pokretanja glavnog motora, računar je najpre pitalo posadu je li sigurno izveo akciju pomoću poruke 'PRO' ('proceed', nastavi) na ekranu DSKY-ja).

a52
Vidno polje sekstanta prilikom merenja pozicije nakon ulaska u translunarnu trajektoriju.

Šta se dešavalo ako AGC pogreši? U tom slučaju posada je mogla da odredi svoju orijentaciju i položaj koristeći optiku CSM-a ili LM-a ili, ako opet ne uspe, pomoću COAS-a (Crewman Optical Alignment Sight), vrste malog teleskopa koji je korišćen kao pomoć prilikom spajanja brodova. U tu svrhu astronauti su imali brojne predloške i grafikone za ručno proračunavanje – ili uz pomoć Hjustona – iako je, očito, tačnost postignuta ovim rezervnim sistemom bila značajno manja od one koju je pružao sistem PGNCS.

a53
Optički sistem COASje mogao da posluži kao prva pomoć u navođenju i navigaciji.

a54
(Veća slika)

PARADOKS 'BESKORISNOG' RAČUNARA

Za vreme programa 'Džemini',postalo je jasno da je vođenje letilica sa zemaljskih stanica neverovatno precizno, što se samo povećalo u vreme 'Apola'. Udaljenost i brzina 'Apolo'brodova mogla je da se odredi pomoću vremena kašnjenja radio-signala i njegovog Doplerovog pomaka. S tim podacima, RTCC računari u Hjustonu – i ostali bekapovi smešteni u različitim delovima zemlje – mogli su brzo da se izračunaju položaj broda u odnosu na odabrani referentni sistem. U stvari, pet IBM-ovih računara '360' u Hjustonovom MOCR-u bili su pravi 'Apolo računari'zaduženi za navođenje i navigaciju. 'Apolov'optički sistem PGNCS prebacivao bi se u 'sekundarnu' ulogu i služio kao pomoćni element u slučaju da bude prekinuta komunikacija, nešto što je bilo vrlo malo verovatno obzirom na veliki broj i vrste antena na LM i CSM.

a55
Antena prečnika 26 metara, locirana u stanici za praćenje letova sa ljudskom posadom u Flasdeviljasu de la Olivikraj Madrida. Bila je deo kompleksa stanica za praćenje 'Apola'.

Računadi RTCC su mogli da izračunaju položaj letjelica 'Apolo's tačnošću od samo 10 metara, a njihovu brzinu s tačnošću od 0,5 metara u sekindi. Zapravo, najveći izvor pogrešaka bio je precizan položaj antena za praćenje na Zemlji, koji se ponekad razlikovao i za nekoliko metara. Iz tog razloga, glavni podaci o navođenju i navigaciji su bili oni koje je slao Hjuston a ne optički sistem, posebno što se tiče glavnih delova misije (da, navigacioni zadaci za određivanje orijentacije broda nisu bili su tako bitni, a posade su ih koristile u više navrata za kalibraciju IMU-a, mada su sigurno lako mogli da ih automatizuju). Stoga je paradoks računara 'Apola'bio u tome što su na kraju bili mnogo složeniji nego što se očekivalo da bi mogao da manuelno primi ručne smernice i navigacione zadatke, koji na kraju nisu ni bili presudni. Međutim, prisutnost AGC-a pružala je Nasi sigurnost u obavljanju sve složenijih misija. Bez ovog računara putovanje na Mesec jeste bilo moguće, ali možda ne baš u julu 1969. godine.

U sledećem nastavku serijala o 'Apolu', pokušaću da se osvrnem na sovjetski odgovor na 'Apolo'. Da li su Sovjeti bili stvarno Nasi za petama ili je to bila propaganda i samo prazna priča? Ćeraćemo se dalje...

 

[1]Ovo je nešto jako složeno za mene, pa izbegavam da ulazim u detalje (a ima ih!), ali koga baš kopka nek pogleda nešto i ovde.

[2]Inercioni sistemi za navođenje nisu bili savršeni, te su 'Apolovi'sistemi varirali za oko 1 miliradijanna sat. Zato je bilo potrebno periodično poravnati inercionu platformu uz pomoć zvezda.
  Računar je morao da uglove inercione platforme konvertuje u signale koje može da koristi servo kontrola. Šta je inerciona platforma, objasniću kasnije u textu.

[3]Naime, Oldrin je insistirao da se randevu-radar na lunarnom modulu ostavi uključen. Taj sistem je bio upravljen na gore, omogućavajući Kolinsu u komandnom modulu da ih prati. Tokom spuštanja, dugme radara je bilo okrenuto pogrešno. To obično nije izazivalo neke probleme. Alizbog defekta u dizajnu, sistem je bombardovao računar nepotrebnim zahtevima. To je bila najgora vrsta greške: neočekivana, potencijalno opasna i teško ponovljiva. A onda je tokom najkomplikovanije faze sletanja, 13% kapaciteta računara bilo opterećeno podacima antene okrenute ka nebu. Alarm je isključen jer je računar resetovan, pa je mogao da se fokusira na navigaciju i kontrolu.

[4]Šta znače ove skraćenice možeš da pronađeš na početku prvog dela ovog serijala.

[5]Možda postoji neki tehnički naziv za ove nosače ali ga ja ne znam. To su oni pokretni nosači koji omogućuju nezavisnu rotaciju žiroskopa. Gimbali, ili kako već, poznati su bili u drevnoj Grčkoj i Kini još pre 2200 godina.

[6]Svi učesnici u programu 'Apolo'bili su regutovani iz vojske, i to iz mornaričke avijacije. Mogu da zamislim kakva je bila selekcija. Njima su avionski instrumenti bili kao nama dugmad u liftu.

[7]Na levom sedištu je sedeo zapovednik misije ispred kojeg se nalazio panel sa indikatorima za brzinu, visinu i položaj broda, komande za upravljanje i glavni FDAI(Flight Director Attitude Indicator)indikator.

U nastavku drugog dela serijala:

PLANIRANJE PUTOVANJA NA MESEC

Izrada softvera za 'Apolo'je bila daleko složenija zadaća od dizajniranja hardvera. 


FELJTON Pola veka Apoll 11

 

 

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 


leksikon 190


 

stranica posmatraci2019


 

CURRENT MOON


tvastronomija18