От создания лунных посадок до интерпретации значения лунных скал институт был жизненно важной частью истории.
Пятьдесят лет назад на этой неделе человечество совершило свою первую экспедицию в другой мир, когда "Аполлон-11" коснулся Луны и два астронавта вышли на ее поверхность. Этот момент изменил мир таким образом и эти изменения ощущаются даже сегодня.
Глубокие и разнообразные связи MIT с этим эпохальным событием, многие из которых были описаны в новостях MIT, начались за годы до фактической посадки, когда Лаборатория MIT Instrumentation Laboratory (теперь Draper) подписала самый первый контракт, который будет присужден за программу Apollo после ее объявления президентом Джоном Ф. Кеннеди в 1961 году. Участие Института продолжалось на протяжении всей программы — и продолжается до сих пор.
Роль MIT в создании системы навигации и наведения, которая получила миссию на Луну и обратно, была широко признана в книгах, фильмах и телесериалах. Но многие другие аспекты участия института в программе "Аполлон" и ее наследии, включая достижения в области машиностроения и вычислительной техники, технологии моделирования, биомедицинских исследований и геофизики формирования планет, остаются менее известными.
Среди растущего хора воспоминаний в различных средствах массовой информации, которые появились вокруг этой 50-й годовщины, вот небольшая коллекция бит и кусков о некоторых невоспетых героях и менее известных фактах из программы Apollo и центральной роли MIT в ней.
Новый век в электронике
Компьютерная система и ее программное обеспечение, которое управляло космическим кораблем — так называемый компьютер наведения Аполлона и разработанный командой MIT Instrumentation Lab под руководством Элдона Холла — были замечательными достижениями, которые помогли продвинуть технологию вперед во многих отношениях.
Программы AGC были написаны на одном из первых в истории языков компилятора, названном MAC, который был разработан инженером лаборатории инструментовки Хэлом Лэйнингом . Сам компьютер, 1 кубический фут Apollo Guidance Computer, был первым значительным использованием кремниевых интегральных микросхем и значительно ускорил развитие технологии микрочипов, которая продолжала менять практически каждый потребительский продукт.
В эпоху, когда большинство компьютеров занимали целые комнаты с климат-контролем, компактный AGC был уникально маленьким и легким. Но большая часть его “программного обеспечения” была на самом деле жестко связана: программы были сотканы с крошечными металлическими “сердечниками” в форме пончика, натянутыми, как бусинки, вдоль набора проводов, с данным проводом, проходящим вне пончика, чтобы представлять ноль или через отверстие для 1. Эти так называемые воспоминания о веревке были сделаны в пригороде Бостона в Рейтеоне, в основном женщинами, которые были наняты, потому что у них был опыт в ткацкой промышленности.После того, как он был сделан, не было никакого способа изменить отдельные биты в веревке, поэтому любое изменение программного обеспечения требовало плетения совершенно новой веревки, и в последнюю минуту изменения были невозможны.
Как Дэвид Минделл, Фрэнсис и Дэвид Дибнер профессор истории машиностроения и производства, в своей книге “цифровой Аполлон” он отмечает, что эта система впервые представляла собой компьютер любого типа, который использовался для управления в реальном времени многими функциями транспортного средства, перевозящего людей,-тенденция, которая продолжает ускоряться по мере того, как мир движется к самоходным транспортным средствам. Сразу после успеха Apollo AGC был непосредственно адаптирован к истребителю F-8, чтобы создать первую в истории систему fly-by-wire для самолетов, где поверхности управления самолета перемещаются через компьютер, а не прямые кабели и гидравлические системы.Этот подход в настоящее время широко распространен в аэрокосмической промышленности, говорит Джон тылко, который преподает класс MIT 16.895 J (Engineering Apollo: проект Луны как сложная система), который преподается через год.
Каким бы сложным ни был компьютер для своего времени, пользователи компьютеров сегодня едва ли распознают его как таковой. Его клавиатура и экран больше походили на микроволновую печь, чем на компьютер: простая цифровая клавиатура и несколько линий пятизначных светящихся дисплеев. Даже на большом компьютере мэйнфреймов, используемом для тестирования разрабатываемого кода, не было ни клавиатуры, ни монитора, которые программисты когда-либо видели. Программисты писали свой код от руки, затем печатали его на перфокартах — по одной карте в строке — и передавали колоду карт оператору компьютера.На следующий день карты будут возвращены с распечаткой результатов программы. И за это время, задолго до появления электронной почты, общение между сотрудниками часто основывалось на рукописных заметках.
Бесценные камни
Участие MIT в геофизической стороне программы Apollo также восходит к ранним этапам планирования-и продолжается сегодня. Например, профессор НАФИ Токсоз, эксперт в области сейсмологии, помог разработать станцию сейсмического мониторинга, которую астронавты разместили на Луне, где она помогла лучше понять структуру и формирование Луны. “Это была самая трудная работа, которую я когда-либо делал, но определенно самая захватывающая”, - сказал он .
Токсез говорит, что данные сейсмометров Apollo “полностью изменили наше понимание Луны."Сейсмические волны, которые на Земле продолжаются несколько минут, продолжались два часа,что оказалось результатом крайней нехватки воды на Луне ” ” Этого мы никогда не ожидали и никогда не видели", - вспоминает он.
Первый сейсмометр был установлен на поверхности Луны вскоре после приземления астронавтов, и сейсмологи, в том числе Токсез, сразу же начали видеть данные, включая каждый шаг, который астронавты сделали на поверхности. Даже когда астронавты вернулись к посадочному модулю, чтобы поспать перед утренним взлетом, команда могла видеть, что Базз Олдрин ScD ’63 и Нил Армстронг проводили бессонную ночь с каждым броском и поворотом, послушно записанным на сейсмических следах.
Профессор Массачусетского технологического института Джин Симмонс был среди первой группы ученых, которые получили доступ к лунным образцам, как только НАСА выпустило их из карантина, и он и другие в том, что сейчас Департамент наук о Земле, планетах и атмосфере (EAPS) продолжают работать над этими образцами с тех пор. Как часть конференции в кампусе, он показал некоторые образцы лунной породы и почвы в их первом крупном плане для общественности, где некоторые люди, возможно, даже имели возможность прикоснуться к образцам.
Другие в EAPS также изучали эти образцы Apollo почти с самого начала. Тимоти Гроув, Роберт Р. Шрок, профессор наук о Земле и планетах, начал изучать образцы Аполлона в 1971 году, будучи аспирантом Гарвардского университета, и с тех пор проводит исследования по ним. Гроув говорит, что эти образцы привели к новому пониманию процессов формирования планет, которые помогли нам лучше понять землю и другие планеты.
Среди других находок, скалы показали, что соотношение изотопов кислорода и других элементов в лунных породах было идентичным соотношениям в земных породах, но полностью отличалось от изотопов любых метеоритов, доказывая, что Земля и Луна имели общее происхождение и приводя к гипотезе, что Луна была создана в результате гигантского удара от тела размером с планету. Скалы также показали, что вся поверхность Луны, вероятно, была расплавлена в одно время. По словам Гроува, идея о том, что планетарное тело может быть покрыто океаном магмы, была большим сюрпризом для геологов.
Многие загадки остаются и по сей день, и анализ образцов породы и почвы продолжается. ” В этих образцах все еще много интересного", - говорит Гроув.
Сортировка фактов
В потоке рекламы и новых книг, статей и программ об Аполлоне неизбежно некоторые факты — некоторые тривиальные, некоторые существенные — были скремблированы на этом пути. ” Развиваются некоторые мифы“, - говорит Тилько, некоторые из которых он рассматривает в своем классе” Инженерный Аполлон". "Люди склонны упрощать" многие аспекты миссии, - говорит он.
Например, во многих отчетах описана последовательность сигналов тревоги, поступивших от компьютера управления в течение последних четырех минут миссии, что вынудило диспетчеров миссии принять смелое решение, несмотря на неизвестный характер проблемы. Но Дон Айлз, один из программистов лаборатории приборостроения, написавший программу посадки для СМЖЛ, говорит, что не может придумать ни одного рассказа о том, что он читал о последовательности событий, которая делает все правильно.По словам Айлза, многие утверждали, что проблема была вызвана тем, что переключатель радара рандеву был оставлен включенным, так что его данные перегружали компьютер и заставляли его перезагружаться.
Но Айлз говорит, что действительной причиной была гораздо более сложная последовательность событий, включая критическое несоответствие между двумя цепями, которое возникло бы только в редких случаях и, таким образом, было бы трудно обнаружить при тестировании, и, вероятно, в последнюю минуту децион, чтобы поставить жизненно важный переключатель в положение, которое позволило бы этому произойти. Eyles описал эти детали в мемуарах о годах Аполлона и в технической статье, доступной в интернете, но он говорит, что их трудно просто суммировать. Но он думает, что автор Норман Мейлер, возможно, подошел ближе всего, захватив суть его в своей книге “о пожаре на Луне”, где он описывает проблему как вызванную “скрытой схемой” и “необнаружимой” ошибкой в бортовом контрольном списке.
Некоторые учетные записи описали AGC как очень ограниченный и примитивный компьютер по сравнению с сегодняшним средним смартфоном, и Tylko признает, что у него была крошечная часть мощности современных смарт — устройств, но, по его словам, “это не значит, что они были неискушенными.“В то время как AGC имел только около 36 килобайт памяти только для чтения и 2 килобайта оперативной памяти”, он был исключительно сложным и наилучшим образом использовал доступные в то время ресурсы",-говорит он.
В каком-то смысле он даже опередил свое время, говорит тылко. Например, язык компилятора, разработанный Laning вместе с Рамоном Алонсо в лаборатории Instrumentation, использовал архитектуру, которая, по его словам, была относительно интуитивной и простой для взаимодействия. Основываясь на системе “глаголов” (действия, которые должны быть выполнены) и “существительных” (данные, над которыми нужно работать), “это, вероятно, могло бы проникнуть в архитектуру ПК”, - говорит он. "Это элегантный интерфейс, основанный на том, как люди думают.
Некоторые счета заходят так далеко, чтобы утверждать, что компьютер потерпел неудачу во время спуска, и астронавт Нил Армстронг должен был взять на себя управление и приземлиться вручную, но фактически частичное ручное управление всегда было частью плана, и компьютер оставался в конечном контроле всюду по миссии. По словам астронавта Дэвида Скотта SM ’62, который использовал компьютер в двух миссиях “Аполлона", ни один из бортовых компьютеров никогда не выходил из строя: "у нас никогда не было сбоев, и я думаю, что это замечательное достижение.
За кулисами
На пике программы в общей сложности около 1700 человек в лаборатории инструментария MIT работали над программным обеспечением и оборудованием программы Apollo, по словам Дрейпера, преемника Instrumentation Lab, который отделился от MIT в 1973 году. Некоторые из них, такие как почти легендарный” док " Дрейпер сам Чарльз Старк Дрейпер '26, SM' 28, ScD ’38, бывший глава департамента аэронавтики и астронавтики (AeroAstro) — стали широко известны за их роли в миссии, но большинство из них сделали свою работу в почти анонимности, и многие продолжили совершенно разные виды работы после окончания программы Аполлона.
Маргарет Гамильтон, которая руководила отделом разработки программного обеспечения Instrumentation Lab, была мало известна за пределами самой программы до знаковой фотографии из нее рядом с оригинальными стеками кода AGC начали делать раунды в социальных сетях в середине 2010-х годов. В 2016 году, когда она была награждена Президентской Медалью Свободы президентом Бараком Обамой, профессор Массачусетского технологического института Хайме Перейре, тогдашний глава AeroAstro, сказал Гамильтону, что “она была настоящим пионером в разработке программного обеспечения, и это не гипербола, чтобы сказать, что она и подразделение программного обеспечения Лаборатории, которое она возглавляла, поставили нас на Луну.- После "Аполлона" Гамильтон основала компанию по производству программного обеспечения, которой она до сих пор руководит.
Многие другие, кто играл важную роль в разработке программного и аппаратного обеспечения, также мало признавали свою роль на протяжении многих лет. Например, Хэл Лэнинг 40, доктор философии 47, который разработал язык программирования для СМЖЛ, также разработал свою исполнительную операционную систему, которая использовала то, что было в то время новым способом обработки нескольких программ сразу, назначив каждому из них приоритетный уровень, так что наиболее важные задачи, такие как управление двигателями лунного модуля, всегда будут заботиться.” Хэл был самым блестящим человеком, с которым нам когда-либо доводилось работать", - сказал MIT Technology Review инженер лаборатории приборостроения Дэн Ликли . И эта управляемая приоритетом операционная система оказалась решающей в обеспечении безопасной посадки "Аполлона-11", несмотря на срабатывание 1202 аварийных сигналов во время лунного спуска.
В то время как большая часть команды, работавшей над проектом, была мужчиной, инженер-программист Дана Денсмор вспоминает, что по сравнению с преобладающей мужской рабочей силой в НАСА в то время лаборатория MIT была относительно приветлива к женщинам. Денсмор, который был руководителем Управления лунного программного обеспечения для посадки, сказал Wall Street Journal “что " у НАСА было несколько женщин, и они держали их скрытыми. В лаборатории все было совсем по-другому”, и там были возможности для женщин взять на себя значительную роль в проекте.
Гамильтон вспоминает атмосферу, царившую в лаборатории приборостроения в те дни, как атмосферу подлинной самоотверженности и меритократии. Как она рассказала MIT News в 2009 году, “придумывание решений и новых идей было приключением. Самоотверженность и приверженность были даны. Взаимное уважение было по всем направлениям. Поскольку программное обеспечение было тайной, черным ящиком, высшее руководство дало нам полную свободу и доверие. Мы должны были найти способ, и мы нашли. Оглядываясь назад, мы были самыми счастливыми людьми в мире; не было другого выбора, кроме как быть пионерами.
0 коммент.