Приветствую вас!
Многие из вас вероятно слышали что на борту космического корабля и лунного модуля "Аполлон" находился компьютер под названием Apollo Guidance Computer (AGC) - "Управляющий компьютер "Аполлона"". Но AGC был не первым цифровым компьютером, который отправился в космос на борту пилотируемого космического корабля. Первый цифровой компьютер был установлен на борту космического корабля "Джемини".
Компьютер космического корабля "Джемини" даже не имел официального названия. В ретроспективе его часто называют Gemini Guidance Computer (GGC)- "Управляющий компьютер "Джемини"", но в документации он упоминался как On Board Computer (OBC) "Бортовой компьютер", или просто "компьютер". Космический корабль "Джемини" начал разрабатываться в начале 1960-х годов как корабль "Меркурий" Mark II - усовершенствованная двухместная версия космического корабля "Меркурий", который был способен выполнять сложные манёвры в космосе.
Программа "Джемини" должна была стать промежуточным звеном между космическими программами "Меркурий" и "Аполлон". Немаловажную роль в появлении этой космической программы сыграла политика; "Джемини" стал ответом на успехи полетов советских "Восходов". Нужно было продемонстрировать, что Соединённые Штаты участвуют в космической гонке, несмотря на неготовность космического корабля "Аполлон".
Однако, вопреки распространенному мнению, программа "Джемини" оказала весьма ограниченное техническое влияние на программу "Аполлон". Эта программа родилась после "Аполлона", поэтому большинство технологий, разработанных для "Джемини", не оказали прямого влияния на лунную программу. Тем не менее "Джемини" стал первым американским пилотируемым космическим кораблём, который был способен маневрировать в космическом пространстве. Без этого стыковка с другими космическими аппаратами была бы просто невозможна.
Космический корабль "Джемини" должен был выполнять сложные и точные манёвры для стыковки с верхней ступенью ракеты "Аджена". К тому же космическое агентство НАСА хотело испытать метод управляемого входа капсулы космического корабля в атмосферу Земли, для повышения точности приводнения - что являлось ключевым требованием для миссий программы "Аполлон". Для выполнения этих задач, компьютер должен был использовать данные инерциального измерительного блока (ИМБ), звёздного датчика и радара, чтобы рассчитывать различные траектории.
По этим причинам возникла необходимость в наличии компьютера на борту космического корабля, который бы облегчил выполнение всех этих задач. Компьютер космического корабля "Джемини" должен быть способен выполнять задачи наведения и расчёта траекторий полета, независимо от вычислений которые выполнялись мощными мэйнфреймами находящимися в центре управления полётами. Это было особенно актуально во время ограничения связи с наземными станциями слежения, поэтому НАСА хотело снизить зависимость экипажа от центра управления полетами в Хьюстоне.
19 апреля 1962 года был заключен контракт на разработку компьютера для космического корабля "Джемини" с подразделением компании IBM - Federal Systems. Решающую роль в получении контракта сыграл опыт компании при разработке компьютера для космического телескопа ОАО.
Компьютер космического корабля "Джемини" стал первым полупроводниковым компьютером компании IBM, который побывал в космосе. Он имел массу 26,8 килограмм, и размеры 48 x 36,8 x 32,4 сантиметров. Каждый цикл инструкции длился 140 миллисекунд, а ОЗУ состояло из магнитных сердечников и имело ёмкость 4 КБ, хотя на самом деле оно использовало не 8-битные байты, а 13-битные "слова". Программы, хранились на магнитной ленте общим объемом 90 КБ. Стоит также отметить и то, что производительность компьютеров OBC в каждой миссии "Джемини" значительно различалась.
Архитектура компьютера космического корабля "Джемини" была похожа на цифровой компьютер ракеты-носителя "Сатурн-5" (LVDC ), который также был создан компанией IBM. Компьютер OBC был чрезвычайно надежным, однажды техникам удалось включить его после двух недель нахождения в соленой воде. Компьютеру требовалось около 20 секунд для загрузки. Компания IBM построила в общей сложности 20 подобных устройств (всего по программе "Джемини" было запущено 12 миссий, 10 из которых были пилотируемыми).
Магнитная лента, или Auxiliary Tape Memory (ATM) - вспомогательная ленточная память, была впервые применена в миссии "Джемини-8". Эта магнитная лента хранила программы, необходимые для различных этапов миссии после ее запуска (стыковка, сход с орбиты, возвращение и т. д.). Когда капсула космического корабля, пилотируемая Нилом Армстронгом и Дэвидом Скоттом, начала неконтролируемо вращаться, астронавты загрузили программу аварийного возвращения корабля с магнитной ленты.
Каждая программа загружалась с ленты в течении шести минут. Набор программ, назывался Gemini Math Flow, или просто Math Flow. Было создано семь версий этого программного обеспечения, последняя из которых использовалась в миссиях с "Джемини-8" по "Джемини-12".
Управление компьютером OBC было относительно простым. Для управления компьютером на борту космического корабля, имелись две панели: Incremental Velocity Indicator (IVI) - индикатор приращения скорости; и Manual Data Insertion Unit (MDIU) - панель управления блоком ручного ввода данных. MDIU находилась в правой части кабины экипажа. Она включала в себя десятизначную клавиатуру, которая называлась Modular Display Keyboard (MDK) - модульная дисплейная клавиатура, и семизначный дисплейный экран, называемый Modular Display Readout (MDR) - модульным дисплеем считывания. Первые две цифры этого экрана показывали адрес памяти. Пилот корабля мог ввести двузначный код, чтобы просмотреть пятизначное сообщение компьютера, или он мог ввести инструкции, нажав двузначный код, а затем пятизначную инструкцию. В случае ошибки дисплей показывал нули. Например, чтобы выполнить стыковку с позиции 120°, пилот сначала вводил адрес "83", а затем инструкцию "12000". В этот момент компьютер загружал соответствующую программу для сближения и стыковки при данном положении корабля.
Индикатор приращения скорости IVI, располагался в левой части перед командиром. Он отображал Delta-V в футах в секунду - то есть изменение скорости, которое было произведено или которое было необходимо для выполнения конкретного манёвра. IVI имел три небольших трёхразрядных дисплея отображающих Delta-V - по одному дисплею для каждой оси координат. Компьютер не мог обрабатывать отрицательные числа (или десятичные дроби), поэтому загорались индикаторы, указывающие необходимое направление движения по каждой их осей (вперёд/назад, влево/вправо или вверх/вниз). Компьютер рассчитывал, возможно ли выполнить тот или иной манёвр с имеющимся на борту запасом топлива, и если это было возможно, командир нажимал кнопку запуска. IVI отображал Delta-V, необходимое для манёвра. Командир управлял космическим кораблем, уменьшая значения на индикаторах IVI по каждой из осей до нуля. Как только все значения достигали нуля, корабль выводился на требуемую траекторию полета. На всякий случай перед каждым манёвром экипаж также выполнял расчёты вручную.
Тем не менее, на ранних этапах космической программы, НАСА не слишком доверяло компьютеру космического корабля "Джемини". Во время первого пилотируемого полета "Джемини-3" астронавтам Гасу Гриссому и Джону Янгу было дано указание игнорировать результаты компьютера, если его расчёты отличались от данных, полученных из Хьюстона. В результате этого, при входе капсулы в атмосферу Земли, астронавты проигнорировали данные компьютера и приводнились на 100 километров дальше. Позже выяснилось что эта ошибка была бы намного меньше, если бы астронавты использовали расчеты бортового компьютера.
Однако же этот компьютер не был лишен недостатков. Самый примечательный случай отказа бортового компьютера произошел в июне 1965 года во время миссии "Джемини-4". Когда командир корабля Джим МакДивитт попытался загрузить соответствующую программу для управляемого возвращения, то компьютер отключился. Только в миссиях "Джемини-7" и "6А" были предприняты первые попытки возвращения космической капсулы, которое контролировал бортовой компьютер. При этом компьютер корректировал положение капсулы с помощью двигателей системы ориентации, изменяя положение центра тяжести относительно траектории полета. Это создавало небольшую подъемную силу, которая уменьшала перегрузки, испытываемые экипажем; при этом повышалась точность приводнения. При управляемом возвращении капсула корабля "Джемини" могла изменить точку своего приводнения примерно на 800 километров вдоль траектории спуска, и примерно на 65 километров перпендикулярно этой траектории.
Первое полностью управляемое бортовым компьютером возвращение состоялся в сентябре 1966 года в миссии "Джемини-11". Капсула отклонилась примерно на 4,5 километра от запланированной точки приводнения. Во время миссии "Джемини-12", в ноябре 1966 года, бортовой компьютер вышел из строя перед стыковкой корабля со ступенью ракеты "Аджена". Баззу Олдрину пришлось использовать космический секстант и логарифмическую линейку, чтобы рассчитать траекторию своего полета, ориентируясь по звёздам.
Технология компьютера космического корабля "Джемини" не использовалась в ходе космической программы "Аполлон", но она дала начало семейству компьютеров 4Pi, которые устанавливались на бомбардировщиках B-52 и B-1. Этот компьютер также был установлен на борту космической станции "Скайлэб", а его дальнейшее развитие привело к разработке бортового компьютера "Спейс Шаттла" - AP-101.
Ну а на сегодня у меня все. Спасибо за внимание!
Читайте также: