A
20. századot nagyon sokféle kornak hívták már. Először atomkornak, azután
űrkorszaknak, végül az Internet korának. Tény, hogy a század végére a
számítástechnika robbanásszerű elterjedése a jellemző, ami az emberi élet minden
részébe beférkőzött, tehát talán az utolsó elnevezés a legjellemzőbb, de rám a
legnagyobb hatással az űrhajózás volt. Még most is elolvasom a Tudomány rovatok
ide vonatkozó részeit, de gyermekkorom meghatározó élménye volt a holdraszállás.
A megvalósítás az akkori tudomány és technika csúcsát jelentette. Ebben
kulcsszerepük volt a számítógépeknek, ami a ma emberének természetes is, de
talán meglepőnek számít, hogy az űrhajó számítógépének háttértára 74KB, a RAM-ja
4 KB volt. Ma, amikor egy sótartót is AutoCad-del terveznek, gigabájt RAM-okkal
és többmagos processzorokkal, talán meglepőek ezek az adatok.
A holdraszállás számítógépes háttere
Talán a korszakkal kezdeném. A második világháború végéig a
németeken kívül senki nem tudott ballisztikus rakétát építeni. Maximum a
Katyusáig jutottak a többiek (hatótávolság: 1-2 km), de olyat, mint a V2,
amelyik a kontinensről indítva Angliában célba talál, csak a németek tudtak. A
győztes hatalmak természetesen minden információt és tudóst, mérnököt igyekeztek
megszerezni a háború után, és nemsokára el is kezdődött az interkontinentális
ballisztikus rakéták fejlesztése mindkét oldalon, amivel elérhették egymás
területét. (a Szovjetunió és az USA ekkor már fenyegették egymást, ez volt a
hidegháború kezdete.) Ezekből a rakétákból fejlesztették ki - először a
szovjetek - az első űrrakétát, és állították pályára az első műholdat, a
Szputnyikot 1957. október 4-én.
Az
amerikaiak is gondolkodtak már ezen, ezért maga a tény várható volt. Amin
megdöbbentek, az a műhold tömege volt (600 kg), amire egyrészt ők még nem voltak
képesek, másrészt ez azt jelentette, hogy az oroszok a világ bármely részére el
tudják juttatni a világ legnagyobb bombáját is. Ettől az időponttól indult az
űrverseny. Az USA azonnal pénzt pumpált az űrkutatásba, és 1958. február elsején
ők is felbocsátották a saját műholdjukat, az Explorer-I-et. A kilövést és
pályára állítást egy Burroughs típusú elektroncsöves számítógép végezte, amely 3
m hosszú, és 2 m magas volt, és összes tároló kapacitása 5 KB –ot tett ki..
Itt át kell térnünk a technikai fejlődésre.
Aki már tanult számítástechnikát, az megtanulta a számítógép generációkat is. A
40-es években az elektroncső volt a gép lelke (1. generáció). Ez nagy volt, és
az első valamire való gépben 18000 db működött. Ez a gép több emelet magas volt,
és egy óriási terem volt tele vele. A 60-as években az elektroncsövet
felváltotta a tranzisztor, amely hatalmas méretcsökkenést jelentett (2.
generáció). A 70-es évek az integrált áramkörök évtizede volt. Egy-egy integrált
áramkör több tízezer tranzisztort tartalmazott (3. generáció). Az integrált
áramköröket a processzorok váltották fel a 80-as években, amelyek már
milliószámra tartalmazták a tranzisztorokat (4. generáció), és itt tartunk ma
is.
Mindezt azért bocsátottam előre, hogy értékelni tudják az akkori gépek
fejlettségét. Már a fent leírt gép (a Burroughs) is nagyon modernnek számított,
hiszen a tranzisztoros gépek csak a következő évtizedben jelentek meg. Az Apolló
programhoz használt gépek pedig (még mindig a 60-as években) már integrált
áramköröket tartalmaztak (Ez volt az integrált áramkörök első alkalmazása a
világon!) Akkor nézzük konkrétan a küldetést: 1.
A háromfokozatú rakétának a második szökési sebesség fölé kellett gyorsítania az
űrhajót, és pályára kellett állítania. Ez után eseménytelen napok következtek,
amíg elérték a Holdat. 2. Ott - megint a számítógépnek - Hold körüli
pályára kellett állítania az űrhajót, amiről levált a holdkomp. 3. A
holdkomp vezérlése is a computer feladata volt, hogy puhán landoljon.
Ekkor
kiszállt a két űrhajós, megérkezett a Földre Armstrong híres „kis lépés az
embernek, de nagy lépés az emberiségnek” üzenete, összegyűjtöttek kb. 20 kg
holdkőzetet, és beszálltak a holdkompba, hogy visszatérjenek. 4. Számomra
ez a visszatérés volt a csúcsteljesítmény. Fönt valahol kering egy néhány
méteres test, és ők úgy szállnak fel, hogy azt kint a végtelen űrben eltalálják,
sőt dokkolnak rajta, amihez ugye legalább cm-es pontosság kell. Persze ezt is a
számítógép vezérelte. 5. És persze a Föld megközelítése, ahol megint nem
lehet tévedni, mert, ha rossz szögben érik el a légkört, eléghet az egész
űrhajó, vagy visszapattanhat, mint a vízen kacsázó kavics. És ez is hibátlanul
sikerült!
Most
jön a lényeg, a gépek:
A hardver:
Lent a földön egy óriási számítóközpont működött, az akkori csúcsgépekkel. Erről
annyit érdemes tudni, hogy egy 1995-ös 386-os gép többet tudott, mint az egész
számítóközpont együttvéve.

Az űrhajó keringő részén egy 30 kg tömegű számítógép volt. Tartalmazott 5000
integrált áramkört, 74 KB rögzített memóriát, és 4 KB átírható memóriát, amit ma
RAM-nak neveznénk. A memóriákat műanyagba ágyazott, ferritgyűrűk köré szőtt
rézvezetékek alkották. Egy ugyanilyen gép volt a holdkompon is.
Mindkettőhöz
tartozott még egy-egy 10 kg – ot nyomó beviteli, és megjelenítő eszköz (balra).
Ezen csak számbillentyűk voltak, meg néhány speciális gomb, és fotodiódás
kijelzők. A parancsokat a "Verb" gomb megnyomását követően lehetett kiadni, míg
az adatokat a "Noun" gomb egyidejű lenyomásával lehetett bevinni.
A szoftver:
A
rögzített memória tárolta a programokat, az állandó paramétereket és a Holdra
szálláshoz szükséges koordinátákat, melyek összesen 36864 "szóból" álltak,
mindegyik 16 bit hosszúságú volt. Ez összesen 74 kilobájtnyi memóriát jelent. A
törölhető memóriában kaptak helyet a számítások eredményei, illetve itt
foglaltak helyet a logikai műveletek regiszterei. Ez a memória csupán 2048 x 16
bitnyi adatot volt képes tárolni.
Bár a számítógépek igen lassúak voltak és hihetetlenül kevés memóriával
rendelkeztek, már valós idejű, többszálú programfuttatásra képes multitasking
rendszert kaptak (multitasking=Több, egymástól független program egyidejű
futtatása). Mivel igen kevés memória állt rendelkezésre, a programoknak
osztozniuk kellett a memóriacímeken. A fejlesztőknek a tesztelés során arra
kellett a legnagyobb figyelmet fordítaniuk, hogy a programok ne használjanak
azonos memóriaterületet futásuk során. Az adatok véletlen felülírása veszélybe
sodorta volna a küldetést és az űrhajósok életét is.
A
számítógépeket felkészítették arra az esetre is, ha valami miatt újra kellene
indítani őket, illetve a hibatűrés is elsődleges szempont volt a fejlesztés
során. A megszakítás-vezérelt rendszer egyes kritikus programokat, például az
automatikus pilóta programot magasabb prioritáson futtatta, ennek köszönhetően
azok akkor is üzemeltek, ha a számítógép többi programja hibásan működött vagy
lefagyott.
Cikkem végén a szokásos „csemege” is ehhez kapcsolódik.
Azon a bizonyos 1969. július 20-ai napon Neil Armstrong és Buzz Aldrin beszállt
a holdra-szálló
modulba
és megkezdte az ereszkedést. Mindössze 2000 méter magasan jártak és a rakéták
hat perce üzemeltek a végső, 12 perces lassítási művelet során, amikor a
számítógép sárga jelzőfénye kigyulladt és a rendszer 1202-es hibát, memória
túlterhelést jelzett. Az űrhajósok eligazítást kértek a központtól.
A
memória túlterhelést a radarvezérlő program okozta. A hibatűrő számítógép
azonban ezeket a másodlagos, az ereszkedés szempontjából lényegtelen adatokat
figyelmen kívül hagyta, s folytatta a kritikus számításokat. A végső szót Steve
Bales, a vezérlőteremben tartózkodó 26 éves AGS-szakértő (AGS=Apollo Navigációs
Rendszer) mondta ki, miután a szimuláció során hasonló problémákat megtapasztalt
Jack Garman is megerősítette abban, hogy a küldetés tovább folytatódhat. Bales
később gyors és helyes döntéséért szintén megkapta az űrhajósoknak is járó
Szabadság Érem kitüntetést.
A
visszatérés előtt a számítógépet többször újraindították, s bár a radar
programja továbbra sem működött megfelelően - folyton 1201-es vagy 1202-es hibát
jelzett a számítógép -, a rendszer képes volt minden fontos művelet elvégzésére,
így az űrhajósok elhagyhatták a Holdat, és végül épségben hazatérhettek.
