Култура науке

Једанаест секунди тишине

Поводом 45 година од слетања Апола 11 на Месец, откривамо како је ова мисија изведена и какав је рачунар управљао читавим пројектом

Текст: Марија Видић

Година 1969. Док се на Земљи врше последње припреме за историјски ТВ пренос слетања Апола 11, лунарни модул Eagle налази се на 110 километара од површине Месеца, а астронаути који су у њему, Нил Армстронг и Едвин Олдрин у драматичном разговору са базом у Хјустону доносе одлуку да ли наставити мисију. У 102. сату и 38. минуту од лансирања, 20. јула, на монитору рачунара пали се жути тастер показујући грешку 1202.

Армстронг забринуто извештава Хјустон: „Програм Аларм.“

„Нама изгледа у реду“, одговара Дјук из Хјустона.

То је 1202, каже Армстронг. „Шта је то? Дај ми податке са радара. Прочитај ми шта је тај аларм, захтева од Олдрина.

Једанаест секунди тишине. Армстронг и Олдрин се питају да ли је њихова мисија окончана пред самим циљем због преоптерећења компјутера. Исто се питају и контролори лета у бази у Хјустону. Најзад, одлука је донета.

Пријем, јавља се Хјустон. „Статус за тај аларм је – настави.

Пријем, одговара Армстронг.

Мисија слетања на Месец је, наравно, успела, упркос, или можда баш захваљујући раду Аполо компјутера.

Непријатељски расположен

Рачунар који је одвео људе на Месец имао је РАМ од четири килобајта што би се могло упоредити са меморијским капацитетом рачунара који су у малим серијама произвођени на самом почетку осамдесетих година и претходили чувеном Комодору 64. Како је уопште овакав рачунар могао да управља тако сложеним задатком у највећој авантури цивилизације? Како је изгледао и радио? Са каквим проблемом се у тих 11 секунди суочила контрола лета?

Компјутер који је 1969. контролисао путовање до Месеца, познат као рачунар за управљање Аполом (AGC, Apollo Guidance Computer), био је логични врхунац технологије шездесетих. Комерцијални компјутер какав би се могао искористити у Аполо мисији није постојао, па је само за потребе Аполо програма хардвер ове машине дизајниран и конструисан кроз сарадњу са пет компанија, између осталих и Рејтеон из Масачусетса, која је и данас успешан произвођач војне опреме, а софтвер је рађен у лабораторији “Чарлс Старк Дрејпер” на Технолошком институту у Масачусетсу (MIT, Massachusetts Institute of Technology).  

Како у документу Apollo Guidance Computer – A designer’s View објашњава Елдон Хал са MIT -а, „дизајн ове машине је углавном био задатак спајања компоненти са циљем да се задовоље захтеви мисије. Ови захтеви су се посебно односили на величину, тежину и потрошњу енергије. Астронаути су га користили за прикупљање и слање информација везаних за лет Апола, који је био тежак око 13 тона и летео 3500 километара на час. Компјутери тада нису били user friendly, међутим, они су били основа на којој су настали данашњи персонални рачунари.

Проблем људске чистоће

Дисплеј и нумеричка тастатура заједно су тежили око десет килограма. Астронаути су команде издавали притискајући један од два функцијска тастера именица и глагол, у комбинацији са одређеним бројем. Хал каже да је НАСА кроз мисије пре Апола схватила да људско биће затворено у свемирском броду дуже од седам дана није онако чисто као што би се на земљи могло претпоставити. Зато су сви електрични спојеви и металне површине морали бити отпорни на корозију, и упркос томе што је планирано да компјутер буде дизајниран са модулима које је било могуће вадити, све је морало бити херметчки затворено, објашњава Хал.  

AGC је коштао више од 150.000 долара, за које се у то време могло купити двадесетак луксузних кабриолета кадилак ДеВил. Имао је око 5000 интегрисаних микрочипова, који су из данашње перспективе релативно примитивни, а укупно је био тежак око 30 килограма. AGC је био веома спор, са премало меморије која би била аналогна данашњем РАМ-у. Она се звала „обрисива и имала је капацитет од четири килобајта, што се тада мерило као 1024 речи или 2048 петнаестобитних регистара. Служила је за складиштење различитих података, прорачуне и обављање логичких операција.  

Оно што би данас назвали хард-диском, такозвана жична меморија, имала је капацитет од 74 килобајта, са 36.864 петнаестобитних речи. Ова фиксна меморија садржала је програме, константе и координате положаја брода. Састојала се од бакарних калема са феритним језгром, где је сваки калем функционисао као мали трансформатор са 64 улаза. Када се конектор повеже са трансформатором, у регистар се уписује јединица. Тамо где није повезан, остала је нула. Кроз распоред конектора реализовала се бинарно записана реч, а софтвер се уносио променом распореда конектора. Радна меморија била је направљена од сличних материјала, али су промене биле вршене уз помоћ магнета. Наиме, окретањем магнета у смеру кретања казаљке на сату записивана је јединица, а у обрнутом – нула.

ГРЕШКА 1202

У случају да падне систем, корисник је могао да се врати задатку који је био у току и сачува најважније информације. За разлику од данашњих процесора који операције извршавају кроз такозвани мултитаскинг метод поделом задатака на делове који се паралелно извршавају, овај компјутер је извршавао задатке један по један. При том, следио је листу приоритета, извршавајући најпре најважнији, а потом мање приоритетан задатак. Два контролна програма распоређивала су задатке на извршну листу и листу чекања. Друга је могла да процесуира девет кратких задатака чије извршење није захтевало више од четири милисекунде. Сви послови који су захтевали више времена прослеђивани су на извршну листу са седам задатака. Контролни програми су на сваких 20 милисекунди ажурирали листе.

Захваљујући томе, компјутер је био у могућности да изврши критичне задатке чак и кад су у систему или софтверу постојојали проблеми. Управо таква ситуација се десила са поменутом грешком 1202, која се појавила у тренутку кад је лунарни модул Eagle почео да слеће. Она је означавала недостатак меморије, а јавила се због неочекиваног броја података о положају модула, који су у том тренутку почели да пристижу. На срећу, компјутер је био програмиран тако да на њих гледа као на податке од секундарне важности, па их је игнорисао зарад извршавања важнијих задатака.

Но, Армстронг и Олдрин то нису знали. Одлуку о томе да се мисија настави упркос грешци донео је двадесетшестогодишњи Стив Бејлс, експерт за систем навођења лунарног модула у Контролној соби. Током критичних 11 секунди, Бејлс се присетио како се тај аларм укључивао и током симулације. У контролном центру, све што траје дуже од три секунде, траје предуго, касније је рекао, објашњавајући како је донео одлуку да се мисија настави. Контролор мисије пренео је астронаутима Бејлсову поруку да игноришу грешку, а иако се она у наредних пар минута поновила неколико пута, компјутер је сваки пут рестартован и покренути су потребни програми.  

Због ове одлуке, Стив Бејлс је изабран да у име Контролне собе прими награду какву су од америчког председника Ричарда Никсона добила и три астронаута Апола 11. Ово је млад човек, рекао је Никсон. Кад је изгледало да су компјутери збуњени и кад је могао да каже ‘станите’, или ‘сачекајте’, он је рекао ‘наставите’. Читав овај случај показао је како је AGC заправо био четврти члан посаде од чије је концентрације, брзине и интелигенције зависио успех мисије колико и од самих астронаута. Да ли ће у будућности његови много модернији наследници, суперкомпјутери са бар милијарду пута више меморије оправдати високе стандарде поузданости и квалитета мисије које је поставила кутија са 30 килограма бакарне жице? Једно је сигурно, добри стари AGC својим сапутницима никад није рекао: Жао ми је, Дејв. Бојим се да то не могу да урадим.

КУЛТУРА НАУКЕ

Свакодневица од пре 1000, 400 или 100 година није била иста као данас. Како и зашто се променила? Колико је томе допринела наука? Колико су креативне идеје, упорност и храброст истраживача променили свет?

Истражите текстове из рубрике КУЛТУРА НАУКЕ.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs