Diks Batins stāvēja uz sava piebraucamā ceļa Jaunanglijas salnajā pirmskara laikā 1957. gada oktobrī, sasprindzinot acis, līdz Sputnik lidoja virs galvas. Vērojot šo mazo gaismas kopa punktu klusām pāri debesīm, Batina sirds saļima. Cilvēka veidots rieciena metāls faktiski riņķoja ap Zemi!
Dodoties atpakaļ uz savu māju, Batina prāts sacēla sacīkstes. Ak, kā viņš vēlējās, lai pirms pusotra gada viņš nekad nebūtu pametis MIT instrumentācijas laboratoriju. Viņš to nožēloja kopš dienas, kad viņš nolēma pāriet pie tā, kas, viņaprāt, bija zaļākas ganības. Bet tagad viņa nožēla kļuva par nelokāmu apņemšanos kaut kā atkal atgriezties laboratorijā, jo viņš zināja - viņš bija pilnīgi pārliecināts, bez šaubām -, ka Dakters Drapers gūs roku šajā jaunajā kosmosa izpētes projektā. Un Battin gribēja arī.
Doktors - Dr Charles Stark Draper - 30. gadu sākumā bija izveidojis mācību laboratoriju savām aeronautikas nodarbībām Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā. Sākumā laboratorija ļāva studentiem iegūt praktisku pieredzi ar tādām lietām kā degvielu vadīšana un lidmašīnu augstuma mērierīces, taču laika gaitā tā kļuva par pilnasinīgu laboratoriju, izstrādājot instrumentus, kas nepieciešami lidmašīnu navigācijai. Otrā pasaules kara laikā Drapera laboratorija izvērsās, un viņi no universitātes pilsētiņas pārcēlās uz veco Vittemores kurpju polijas rūpnīcu pa dzelzceļa sliedēm Kembridžas Masačūsetsas avēnijā.
Laboratorija kļuva pazīstama kā Konfidenciālo instrumentu izstrādes laboratorija, kas izstrādāja tādus tehnoloģiskos sasniegumus kā agrīnās virzības sistēmas un žiroskopiskās iekārtas, kuru rezultātā tika veikts Mark 14 lielgabals, kuru izmantoja Jūras spēku pretgaisa ieroči. Apmēram 85 000 no ieročiem tika izgatavoti uzņēmumā ar nosaukumu Sperry Gyroscopes, veidojot Drapera reputāciju militārpersonu vidū un viņa prestižu MIT, jo honorārs par ieročiem kļuva par galveno universitātes finansējuma avotu.
Bet Drapera lepnums, prieks un galvenā uzmanība tika pievērsta, izgudrojot praktisku pielietojumu specializētiem inerciāliem instrumentiem - žiroskopiem un akselerometriem - autonomai borta navigācijai. Balstoties uz pretraķešu vadības sistēmām, Draper izveidoja jaunu sistēmu, kuru varēja nepārtraukti aprēķināt ar mirušu laiku, aprēķinot lidmašīnas stāvokli, orientāciju un ātrumu. Tas novērstu vajadzību pēc sarežģītākām navigācijas metodēm, piemēram, radionavigācijai vai debesu zvaigznīšu novērošanas pilotiem, lai kartē nofiksētu fiksāciju. Ar dažiem papildu uzlabojumiem un uzlabojumiem Drapers uzskatīja, ka viņa sistēma varētu autonomi “pilota” lidmašīnu.
Pārliecinošā Drapera vadīšanas, navigācijas un vadības (GN&C) tehnoloģiju pārbaudē 1953. gadā viņš kopā ar septiņiem citiem stiprinātājiem no MIT Instrumentēšanas laboratorijas (tās jaunais pēckara nosaukums) lidoja no krasta līdz ar savu kosmiskās inerces atsauces aprīkojumu (SPIRE). sistēma, kas uzstādīta B-29 bumbas sprādziena aizmugurē. SPIRE automātiski virzīja lidmašīnas lidojumu, tā saucamās inerciālās navigācijas pirmo darba ieviešanu - sevis saturētu sistēmu, kas izseko pozīcijai un iezīmē kursu. Viņi izlidoja no Hanscom gaisa spēku bāzes Masačūsetsā un lidoja uz Los Angles ar cilvēka pilotu uz kuģa tikai pacelšanās un nosēšanās gadījumā - un gadījumā, ja sistēma neizdevās. Arī klāja žurnālists Ēriks Sevareids un viņa filmas apkalpe dokumentēja braucienu, visa laikā runājot ar Draperi par šīs autonomās navigācijas sistēmas iespējamiem turpmākiem lietojumiem, tostarp - iespējams, vienu dienu - kosmosa kuģiem. Īpaši skatāms, ka B-29 ieradās precīzi pareizajā mērķī, pat veicot pēdējā brīža labojumus sānu vējam. Sevareids savu ziņojumu noslēdza, sakot: "Varbūt varētu teikt, ka tas ir mazs solis ceļā uz kosmisko ceļojumu laikmetu."
Drapera iemesls lidojumam uz LosAngeles bija konferences prezentācija par SPIRE sistēmu. Histālijas laikā kāds piecēlās un teica: “Tas ir smieklīgi! Tas nekad nevarētu darboties. ”Drapers mierīgi atbildēja. "Es vienkārši lidoju pa valsti, izmantojot to."
Ar jaunām un uzlabotām SPIRE versijām inerciālās vadības sistēmas sāka izmantot uz kuģiem un lidmašīnām, radot revolūciju gaisa pārvadājumos, nodrošinot precīzu precizitāti pasaules lidojumiem. Sistēmas bija īpaši svarīgas aukstā kara laikmeta zemūdens palaistās ballistiskās raķetes un raķešu vadītās raķetes, kuras abas kas nepieciešami, lai kosmetoloģiski vadītu savus mērķus bez radiosakaru puses, jo šīs pārraides varēja atklāt viņu klātbūtni. Laboratorijas inerciālās bāzes GN&C sistēmas bija zemūdens raķešu programmas UGM-27Polaris un raķešu, kuras uzsāka Atlas unTitan raķetes, centrā.
Pats Drepers bija pilots, piedzīvojumu meklētājs un intelektuālis - viņš iestājās koledžā 15 gadu vecumā, un, kā liecina leģenda, viņš ir reģistrējies vairāk MIT kursos nekā jebkurš cits. Un viņš bija absolūti apburošs cilvēks. Visi, kas viņu pazina, sauca viņu par “Doc”, un daudziem viņš kļuva par tēvam līdzīgu figūru. Drapers varēja uzreiz atsaukt atmiņā simtiem cilvēku vārdus un sejas, kuri gadu gaitā strādājuši laboratorijā, vai tūkstošiem studentu, kurus viņš mācīja, pat gadu desmitiem pēc viņu absolvēšanas.
Vadot laboratoriju, Drapers lika ikvienam justies svarīgam, neatkarīgi no tā, vai viņš bija galvenais inženieris, sekretārs vai sētnieks. NASA Bobs Seamans bija Drapera students un protēžs, laboratorijā strādājot piecpadsmit gadus. Viņš atcerējās Draperu sakot: "Darbojoties šeit, iespējams, jums nebūs naudas mazuļiem vai zirgiem, bet mums būs jautri!" Drapers zem sava galda uzbūvēja spiedpogu, kas aktivizēja releju lielajam pulkstenim galvenajā birojā, vienu stundu virzot rokas uz priekšu. Tas liecināja, ka tagad ir pienācis laiks kokteiļiem, un Marijas Allena, Drapera uzticīgā sekretāre, izdalīs no tā izturētos alkoholiskos dzērienus. Dokam piemita vēl viena leģendāra spēja - dzert visus citus zem galda.
Pašaprakstīts “taukains īkšķa mehāniķis”. Draperu sauca par neviendabīgu inženieri, jo viņš saprata visus laboratorijas veiktā darba aspektus. Viņu varētu atrast veikala stāvā, bet tam bija prāts, lai varētu rīkoties ar politiķiem vai militāriem vadītājiem. Drapers intuitīvi saprata sarežģīto matemātiku un fiziku, bet arī ieguva psiholoģijas grādu. Viņš bija viltīgs uzņēmējs, bet viņa lielākā mīlestība un interese bija izglītība. Herans MIT aeronautikas departaments vienlaicīgi ar laboratorijas vadīšanu un bija atbildīgs arī par izglītības programmu, lai apmācītu militāros virsvadības paņēmienus, kurus viņi izmanto attiecīgajā vietā. Izglītības procesi, kurus viņš izveidoja MIT un Instrumentu laboratorijā, piešķīra MIT devīzei “Mens et Manus” prātu un roku patieso nozīmi. Viņš nodeva savas izcilās vadības metodes garajam nākamo vadītāju sarakstam.
Skatiet vairāk attēlu no MIT instrumentācijas laboratorijas, kas tagad pazīstama kā Draper, viņu īpašajā vietnē “Hack The Moon”, kas paredzēta Apollo 50 gadu jubilejai.
Un Drapers aplenca sevi ar citiem izciliem cilvēkiem, un vairāki bijušie studenti turpināja strādāt laboratorijā. 1950. gados Deivids Hoags kļuva par ieroču novērošanas un vadības sistēmu izstrādes tehnisko direktoru, bet Miltons Tragesers bija projekta vadītājs. Dž. Halkombe Lanings strādāja pie skaitļošanas puses, 1953. gadā izveidojot pirmo algebrisko kompilatoru (viņš to nosauca par Džordžu), kas vadīja darbības uzlabojumus MIT slavenajā Whirlwindcomputer, kas bija viens no pirmajiem liela mēroga vakuuma caurulīšu datoriem, kas izstrādāts Otrā pasaules kara laikā. Batins pievienojās komandai '51 gadā un vienmēr uzskatīja, ka Lanings ir histors, kā arī labs draugs.
Batina pirmās dienas laboratorijā tika pavadītas, strādājot pie klasificētas vadības sistēmām, taču, protams, neviena mācību grāmatas par šo tēmu nebija. Gandrīz viss, ko viņi izdomāja Labajā bibliotēkā, kļuva par nākotnes mācību grāmatu materiālu, piemēram, viņu Q-vadības sistēma, kas tika nosaukta pēc pamatmatricas, kuru viņi ieguva, kas mūžīgi veidoja bāzi tiem aprēķinu vadīšanas sistēmu veidiem, kas nepieciešami, lai darbotos.
Bet tad Battins izdarīja to, ko viņš vienmēr uzskatīja par savas dzīves vissliktāko kļūdu, domājot, ka viņam ir jāizpēta citas iespējas, kas raksturo viņa darba iespējas. Viņš aizgāja no laboratorijas, lai pievienotos konsultāciju uzņēmumam, bet no paša sākuma pamatīgi nepatika par šo lielo lietu: darbs nebija interesants (viņš veica inventāra kontroli) un prasīja bieži ceļot (viņam nepatika, ka viņš ir prom no savas ģimenes).
Uzturot sakarus ar HalLaning, Battin pēc Sputnik uzzināja dažas detaļas par potenciālo kosmosa kuģi, ar kuru laboratorija metās, un kur Laning veica rudimentāras datorimulācijas lidojumiem turp un atpakaļ uz planētu Mars. Šis vilinošās informācijas sīkums bija pēdējais salmiņš. Batins savu labāko dzīves lēmumu pieņēma atpakaļ MIT Instrument Lab.
1957. gadā viņš oficiāli pievienojāsLaning darbam pie Gaisa spēku līguma par ballistisko raķešu vadīšanas sistēmām. Bet nelielā līguma noteikumā klauzula norādīja, ka laboratorija varētu veltīt nelielu laika daudzumu citiem neatkarīgiem pētījumiem un izstrādei, salīdzinot ar norādījumiem. Šis pētījums kļuva par nelielu kosmosa kuģi, kas pazīstams kā Marsa zonde. Laninga sākotnējā ideja bija tā, ka tajos laikos gandrīz visi domāja par kosmosu, un viņš nedomāja sēdēt un negaidīja, kad tiks lūgts izveidot kosmosa vadības sistēmu, un, izmantojot doktora Drapera svētību, nolēma to izdarīt.
Milts Tragersers vadīja kosmosa kuģu dizainu, un kopā ar Laningu, Battinu, Eldonu Hallu, Ralfu Raganu un dažiem citiem šī jaunā “kosmosa” komanda uzbūvēja nelielu kosmosa kuģa koka modeli, veica pētījumus par to, kas vajadzīgs vadībai un navigācijai, un veica provizoriski aprēķini par trajektorijām uz Marsu. Viņi izdomāja, ka visefektīvākā sarkanās planētas trajektorija varētu tikt veikta ar palaišanas datumu 1962. gada decembrī, un zonde apgāztu Marsu 1963. gada 15. februārī. Borta kamera nofotografētu vienu attēlu, kas ir tuvāk Marsam - viņi to nedarīja. Mēs nevēlamies šo lietu padarīt pārāk sarežģītu un izjaukt viņu vienu iespēju - un tā atgriezīsies uz Zemes ar trīs gadu braucienu apkārt, izšļakstoties Meksikas līcī, lai atgūtu filmu kannu. Lielākais izaicinājums bija norādīšanas metožu izdomāšana tāda garuma braucienam, ko varēja aprēķināt tikai uz kosmosa kuģa. Transportlīdzekli, kas pārvietojas pa šādiem attālumiem, noteikti nevarēja kontrolēt no zemes, vismaz ne ar tajā laikā pieejamajām radio tehnoloģijām.
Viņi apsprieda savas idejas ar Kembridžas Smitsona astrofizikas observatorijas astronomiem, kuri nekavējoties paziņojaBattinam un Laningam, ka viņi ir traki. Astronomi jautāja: “Kā jūs dodaties uz Marsu? Jūs pat nezināt, kur atrodas Marss. ”
Un viņiem bija taisnība. Tajā laikā, veicot tikai novērojumus uz zemes, Marsa absolūtās atrašanās vietas nenoteiktība jebkurā brīdī bija plus vai mīnus 20 000 jūdzes. Bet tas, ko theastronomi nesaprata, bija Lanings un Batins nebija plānojuši paļauties uz zemes līmeņa mērījumiem. Tā vietā mērījumus veiks uz kosmosa kuģa, un navigācija tiks aprēķināta pa visu ceļu. Batins salīdzināja konceptuālo braucienu no Bostonas uz Ņujorku: "Man nebija jāzina Ņujorkas pilsētas platums un garums, lai tur nokļūtu," viņš teica. “Es varu tur vienkārši braukt, ja vien Ican redz, kur es dodos. Man nav vajadzīgs kāds Bostonas iedzīvotājs, kurš man pateiktu, kur es norādu, cik ātri man jāiet un kur man vajadzētu norādīt. Es tikai meklēju Ņujorku un vadu to. ”
Marsa zondes komanda saprata, ka neliels borta dators, kas virza kosmosa kuģa operācijas, būs viskritiskākais komponents, ko viņi varēja projektēt, un, lai pārbaudītu savas idejas, viņi pievērsās MIT datora Virpuļvētra jaudām. Šis gigantiskais dators atradās milzīgajā ēkā, un pirms Whirlwind ieslēgšanas laboratorijas komandai vispirms bija jāziņo par Kembridžas spēkstaciju milzīgās spriedzes dēļ, ko dators uzliek pilsētas elektriskajai sistēmai.
Komanda rūpīgi ievada savus aprēķinus, izmantojot perforētu, perfokartei līdzīgu lenti, uzmanīgi nepārsniedzot Whirlwind 1024 16 bitu atmiņas vārdus. Piecdesmito gadu beigās tas bija vismodernākais, taču visi šie ierobežojumi lika domāt par neliela datora ievietošanu mazā kosmosa kuģa iekšpusē diezgan tālu. Turklāt tam visu trīs gadu brauciena laikā būs jādarbojas nepārtraukti un nekļūdīgi - nav jāveic nekādi remontdarbi lidojumā vai datu atjaunošana lidojumā, un tam būtu nepārtraukti jānosaka, kur tas atrodas un kad tas ir jākompensē ar virziena izmaiņām, kuras maz veic. žiroskopi, ko sauc par leņķa impulsa riteņiem.
Viņi izdomāja, kā padarīt to visu darbu. Kopējo autonomo darbību uz kuģa vadīja mazs vispārējas nozīmes digitālais dators, kuru konfigurēja projekta vadītājs Lab laboratorijas loceklis Raimonds Alonso. Tam nevajadzēja daudz enerģijas, izņemot gadījuma periodus ātrāka aprēķina veikšanai. Šī datora unikālā īpašība bija iepriekš pieslēgta, tikai lasāma, neizdzēšama atmiņa, ko sauca par virves serdi, konfigurācija, izmantojot vadus, kas vītņoti iekšpusē un no sīkiem magnētiskiem gredzeniem. Gredzens vai serde ar stiepli, kas ar vītni caur centru ir pārstāvēts; tukšs kodols pārstāvēja nulli. Vadu shēma veidoja datorprogrammas ar vadu un nulli.
Viņu dizains bija ievērojams, to dokumentācija - visaptveroša. 1959. gada jūlijā viņi sastādīja četru sējumu aprakstu, detaļu un shēmu komplektu par mazo kosmosa kuģi, mazo datoru un GN&C sistēmu. Tas, ko komanda tolaik nezināja, tomēr bija par spīti viņu revolucionārajam darbam, viņu mīļais Marsa zonde diemžēl nekad nelidos. Bet viss, ko viņi projektēja, pārbaudīja un aprēķināja šim tālu atnākušajam mazajam datoram, drīz pārveidosies par Apollo kosmosa kuģa vadīšanas datoru.
Nākamais: 2. daļa: Kā MIT komanda izstrādāja Apollo vadības datoru
