Durante lo sviluppo dell'Apollo Guidance Computer (AGC) dal MIT Instrumentation Laboratory (vedi Parte 1 e Parte 2 per il retroscena completo), un evento infausto si è verificato durante il 1965-1966, mentre erano in corso le missioni Gemini.
Il programma Gemini ha aiutato la NASA a prepararsi per le missioni di sbarco sulla Luna dell'Apollo testando il rendezvous e altre tecniche e tecnologie critiche. Dieci equipaggi hanno effettuato missioni nell'orbita terrestre sulla navicella spaziale Gemini per due persone.
'IBM stava realizzando il sistema di controllo di volo per il programma Gemini', ha ricordato Dick Battin, che ha guidato la progettazione dell'AGC per l'Instrumentation Lab, 'e avevano bisogno di apportare una modifica al programma in uno dei programmi per Gemini. IBM ha fatto un piccolo calcolo e ha detto alla NASA: 'Ti costerà $ 1 milione'. A quei tempi, erano un sacco di soldi'.
George Mueller, amministratore associato della NASA per il volo spaziale con equipaggio, era sbalordito. $ 1 milione per qualcosa chiamato 'software?'
'Beh, se a IBM costa un milione di dollari apportare una modifica a questo software, che tipo di problema avremo con il sistema Apollo, il computer Apollo?' ha detto Mueller. 'Questo è un lavoro molto più grande... E comunque, chi sta facendo il lavoro del computer di guida Apollo?'
È così che Battin lo ricordava, comunque.
Dick Battin (a sinistra) e David Hoag al MIT Instrumentation Laboratory con l'Apollo Guidance Computer, Block II. Immagine per gentile concessione: Draper.
'Quindi, quella è stata la prima volta che una persona di spicco della NASA ha detto: 'Cosa sta succedendo con il computer Apollo?'', ha detto Battin. “Beh, allora all'improvviso ora i riflettori sono puntati su di noi. George Mueller è venuto a visitare [Boston], e poi ha mandato persone dal quartier generale. Ha scoperto che avevamo questo divertente computer e un divertente sistema di programmazione. Improvvisamente l'interesse per il software Apollo è diventato di primaria importanza'.
Il sistema è stato progettato con tre principali sottounità: l'unità di misura inerziale (IMU), l'unità computer e l'unità ottica. Potrebbe utilizzare tutti i metodi noti per ottenere dati di navigazione inclusi radar inerziale, celeste, di bordo e rilevamento a terra. Il computer era il componente centrale o 'cervello' del sistema di guida, navigazione e controllo Apollo.
L'Instrumentation Lab aveva progettato i sistemi di guida Apollo, ma tutte le parti sono state costruite altrove: Raytheon ha messo insieme i computer di guida, AC Sparkplug ha costruito il sistema inerziale, mentre Kollsman Instrument Company ha costruito l'ottica. Ma The Lab era responsabile del software. Fondamentalmente ciò che stavano facendo era creare qualcosa dal nulla, persino creare il termine 'ingegnere del software'.
'Tutto doveva essere fatto con molta attenzione per cercare di mantenere le dimensioni della memoria che avevamo', ha spiegato Battin. “Inoltre, non era un computer veloce, ma il computer doveva eseguire calcoli in tempo reale. Se hai un secondo per fare alcuni calcoli e se ci sono voluti due secondi, non è accettabile, perché l'orologio sta funzionando e devi stare al passo con esso'.
Nel Mission Control Center del Johnson Space Center (JSC). Da sinistra sono Gary E. Coen, controllore di volo del sistema di guida e navigazione; Howard W. “Bill” Tindall Jr., Direttore delle operazioni di volo presso JSC; Dr. Christopher C. Kraft Jr., Direttore JSC; e Sigurd A. Sjoberg, vicedirettore della JSC. Credito fotografico: NASA
Ma quando lo sviluppo del software ha iniziato a subire ritardi, Mueller ha inviato un risolutore di problemi di nome Bill Tindall - un ingegnere, genio e uomo del Rinascimento - che stava lavorando al Manned Spacecraft Center di Houston in Mission Planning. Tindall è stato infine nominato capo del coordinamento della priorità dei dati dell'Apollo, responsabile di tutto lo sviluppo del software per computer di guida e navigazione da parte di The Lab. Ha viaggiato indietro e da Houston a Boston ogni settimana.
Tindall ha esaminato il lavoro del laboratorio con un pettine a denti stretti e ha rapidamente colto i problemi chiave e caratterizzato chiaramente le soluzioni proposte. La soluzione più grande è stata l'assunzione di più persone per lavorare sul software.
'Quando Bill Tindall è arrivato in The Lab e ha preso il comando, ci avrebbe messo in forma per quanto riguarda il software', ha detto Battin. “Ed è diventato ovvio che avevamo bisogno di più persone. Ma era una tecnica di gestione, che io, francamente, non ero attrezzato per gestire. Ero davvero una persona a cui piaceva fare le cose da solo, e non ero davvero all'altezza di provare a dirigere l'intera orchestra quando volevo concentrarmi su un pezzo di essa. Ma non mi ci è voluto troppo tempo per rendermi conto che non potevamo davvero continuare a fare le cose nel modo in cui le facevamo, perché avevamo delle persone molto brave, ma per quanto lavorassero duramente, non avremmo mai potuto rispettare il programma .”
Alla fine, il laboratorio ha avuto 350 persone che lavoravano sul software, impiegando l'equivalente di 1.400 anni-uomo per sviluppare il software AGC prima del primo sbarco sulla Luna. Il codice, una combinazione di linguaggio assembly e linguaggio matematico interpretato, è stato scritto a mano prima di essere immesso in enormi pile di schede perforate per il test. Nel frattempo, tutto veniva costantemente aggiornato e modificato, sia l'hardware che il software, per stare al passo con le richieste e i cambiamenti nei piani della missione Apollo. Tuttavia, con la dedizione e il duro lavoro degli ingegneri di The Lab, il software è diventato un passo da gigante in tutto ciò che era stato fatto in precedenza, essendo in grado di gestire tutte le richieste in tempo reale, mentre il computer stesso è stato il primo computer di volo a utilizzare circuiti integrati.
Didascalia dell'immagine principale: immissione di comandi nel display e nella tastiera (DSKY) del computer di guida Apollo durante una simulazione. Immagine per gentile concessione: Draper.
In un altro primato, il sistema AGC richiedeva un'interfaccia per consentire agli astronauti di comunicare con esso. L'ingegnere di laboratorio Ramon Alonso ha ideato una semplice tastiera con display, chiamata 'DSKY' (pronunciato diss-key). Aveva un display digitale con grandi pulsanti con solo numeri (senza lettere) e comunicava con l'AGC tramite un'interfaccia verbo-sostantivo, dove i numeri a due cifre rappresentavano programmi, verbi e nomi. Tuttavia, il DSKY consisteva in un vocabolario limitato di 99 nomi e 99 verbi.
Gli astronauti digitavano i numeri per l'azione che volevano intraprendere e il programma che volevano eseguire. Anche se sembra complicato, gli astronauti hanno detto che era facile da usare (soprattutto per le persone negli anni '60 che non avevano mai visto o usato un computer prima) e il suo utilizzo divenne presto una seconda natura. Un ingegnere del software della NASA, Jack Garman, lo ha paragonato al suonare il piano, dove dopo aver suonato una canzone più volte, non devi guardare i tasti per sapere dove mettere le dita.
Gli ingegneri del MIT Instrumentation Lab seduti nella sala di controllo e monitoraggio del sistema durante la missione Apollo 8, inclusi Eldon Hall (a sinistra al centro), Dick Battin (al centro a destra) e David Hoag (a destra). Immagine per gentile concessione: Draper.
Il primo vero test dell'AGC è avvenuto con la missione Apollo 8, il primo volo per volare sulla Luna ed entrare nell'orbita lunare. Il 24 dicembrens, Frank Borman, James Lovell e William Anders hanno utilizzato l'AGC per completare con successo l'inserimento dell'orbita lunare, compiendo dieci rivoluzioni attorno alla Luna. Ogni volta che si spostavano sul lato opposto della Luna, l'equipaggio perdeva tutte le comunicazioni e il tracciamento con la Terra, ma il computer li teneva sulla buona strada.
Sulla strada di casa, tuttavia, Lovell ha digitato accidentalmente il codice sbagliato nel DSKY e ha finito per cancellare parte della memoria del computer e far credere alla navicella che si trovassero nel posto sbagliato. Ma in un vero test del sistema di navigazione ottico di riserva, Lovell ha usato rapidamente il sestante e il telescopio per capire la loro posizione esatta e poi ha inserito manualmente le coordinate corrette nell'AGC.
Ma è stato sull'Apollo 11 che l'AGC si è davvero dimostrato. Il 20 luglio 1969, quando gli astronauti Neil Armstrong e Buzz Aldrin scesero sulla superficie della Luna a bordo del modulo lunare 'Eagle', risuonò un allarme principale che segnalava un sovraccarico del computer principale del LM,
Nonostante l'allarme per sovraccarico “1202” (e poi analogo 1201), il computer di guida si è comportato come previsto e con la sua schedulazione delle priorità ha spento tutti i programmi tranne la priorità numero uno (il programma di atterraggio) e si è riavviato , consentendo ad Armstrong e Aldrin di procedere con l'atterraggio.
Gli allarmi però erano snervanti. Ma grazie a una simulazione di questi allarmi appena due settimane prima del lancio dell'Apollo 11, Jack Garman e il controllore di volo Steve Bales sapevano di non chiamare per interrompere l'atterraggio quando gli allarmi del computer suonavano. L'allarme 1202 è stato ricondotto a un'oscura condizione elettrica in cui il computer è stato inondato di input che potrebbero rubare altrettanto prezioso tempo di elaborazione. È stato stimato che questo problema potrebbe verificarsi solo una volta su cento, e solo se il cambio di modalità per il radar di rendezvous (sebbene irrilevante durante l'atterraggio) fosse in una certa posizione.
'L'allarme ci stava semplicemente dicendo che il computer stava facendo cose, chiudendo le attività e riavviando quelle attività che erano assolutamente essenziali', ha detto Battin. “Significa solo che il computer stava eseguendo un riavvio, perché aveva troppo da fare. Ogni volta che dico alla gente che il computer Apollo non ha mai commesso un errore, non ha mai commesso un errore, fanno sempre apparire [questi allarmi]. Ma il computer ha fatto esattamente quello che doveva fare'.
Gli ingegneri del MIT Instrumentation Lab alla celebrazione dell'Apollo 11 Splashdown tenutasi al Lab. Da sinistra a destra: Geroge Schmidt, Tom Fitzgibbon, Dick Battin, Jerry Levine, Eldon Hall, Fred Martin e Jane Goode. Immagine per gentile concessione: Draper.
Nota: Dick Battin è morto nel 2014, ma il suo la meravigliosa storia orale può essere trovata negli archivi storici del Johnson Space Center.