Apollo Guidance Computer е бордовият компютър на пилотираните лунни мисии „Аполо“. Има около 4 килобайта работна памет – по-малко, отколкото днес заема една снимка в телефона. И все пак именно Apollo Guidance Computer помага на „Аполо 11“ да кацне на Луната, въпреки че насред спускането светват тревожни аларми.
Компютър от MIT
Машината е проектирана в Лабораторията по инструментални системи на MIT под ръководството на Чарлз Старк Дрейпър. Проектирането на хардуера ръководи Елдън Хол, а летателните екземпляри са изработени от компанията Raytheon. Към лунния модул и командния модул на всяка мисия има по един такъв компютър.
Версията, която лети до Луната, е Block II, проектирана през 1966 г. Думата ѝ е 16-битова – 15 бита данни и един контролен бит за четност.
Два вида памет
Има два вида памет, и разликата е решаваща.
- Работната памет е 2048 думи, около 4 килобайта. Тя е от магнитни пръстени, които се презаписват, докато машината работи.
- Програмата е в т.нар. core rope memory – „въжена памет“ от мед и феритни пръстени. Тя е 36 864 думи, около 72 килобайта. Не се пипа в полет.
Двете памети имат цикъл от 11,72 микросекунди. По днешните мерки това е бавно, но за изчисленията по траекторията и управлението на двигателя е достатъчно. Ако контролният бит не съвпадне, компютърът приема думата за повредена и на таблото светва аларма.
Изплетеният софтуер
Как влиза кодът вътре? Жени в Raytheon прокарват меден проводник през миниатюрните пръстени, бит по бит. През пръстена е единица. Около него е нула. Софтуерът е буквално изплетен.
Програмите се пишат на голям компютър в MIT, превръщат се в код и се перфорират на лента. Тя управлява машина, която подрежда пръстените за правилното прокарване на жицата. Повечето от работниците са жени, избрани заради ловките си ръце. Инженерите наричат този метод на шега LOL – от „little old ladies“, „малки стари дами“.
Шегата не отменя сериозността. Всеки компонент се проверява от трима-четирима души, преди да бъде одобрен, а правителствени инспектори редовно идват на проверка. Веднъж изплетено, въжето е много трудно да се поправи. Затова програмите трябва да са готови и проверени дълго преди старта.
Алармите 1201 и 1202
На 20 юли 1969 г. спускаемият апарат Eagle е над Луната и се спуска бързо. Светват аларми 1201 и 1202.
Какво означават? Претоварване. Радарът за среща с командния модул праща към компютъра непрекъснат поток от излишни сигнали, които отнемат около 13% от времето на процесора. Процесорът и без това е натоварен близо 85%. Командата 1668, която Бъз Олдрин въвежда, за да следи разликата във височината, добавя още 10%. Не остава време за всички задачи.
Машината хвърля маловажните задачи и пази навигацията и управлението на двигателя. Софтуерът е проектиран с приоритети. При претоварване компютърът се рестартира за миг и продължава само с най-важното. Проблемът не е в програмата, нито в пилотите, нито в хардуера. Причината е грешка в документ, който описва връзката между две системи.
„Go“
В Хюстън 26-годишният офицер по насочването Стив Бейлс има броени секунди да реши. От Eagle Нийл Армстронг настоява: „Дайте ни отговор за аларма 1202.“ Само седмици по-рано на тренировка контролерите прекратяват кацане без нужда. Оттогава още по-младият помощник на Бейлс Джак Гарман държи списък с кодовете на алармите.
Гарман бързо открива, че 1202 не е опасна, ако не се повтаря непрекъснато. Бейлс казва „Go“. После алармите се появяват отново, и всеки път отговорът е същият.
Компютърът не е повреден. Прави точно това, за което е построен. Според Wikipedia консумира около 70 вата, а програмата му е изтъкана на ръка.
Толкова малко работна памет. И хора на друго небесно тяло.
Грешка в мерните единици обаче струва на НАСА сондата Mars Climate Orbiter. А за друг космически пропуск прочетете за огледалото на Хъбъл, сбъркано с 2 микрона.
Източници: Apollo Guidance Computer – Wikipedia, The „Rope Mother“ Margaret Hamilton – National Air and Space Museum, Core memory weavers and Navajo women made the Apollo missions possible – Science News, Apollo 11’s Momentous Landing Came Down to One Tough Call – Space.com