Computadora de control a bordo "Apollo"

La computadora de control a bordo de Apolo ( Apollo G uidance C omputer , AGC ) realizó cálculos y controló el movimiento, la navegación y controló los módulos lunares y de comando durante los vuelos bajo el programa Apolo .

El AGC fue desarrollado para el programa Apollo a principios de la década de 1960 en el Laboratorio de Instrumentación del MIT . Una característica distintiva del diseño de la computadora fue el uso de microcircuitos , que se hizo por primera vez.

Durante cada vuelo a la Luna bajo el programa Apolo (con la excepción del Apolo 8 , que no incluía un módulo lunar), un AGC estuvo presente a bordo de los módulos lunares y de comando. El módulo de mando AGC era la principal herramienta informática del sistema de navegación y control, y el módulo lunar AGC funcionaba con su propio sistema de mando, navegación y control, denominado PGNCS ( Primary Guidance , Navigation and Control System ) .

Además, durante el vuelo a la Luna, se utilizaron dos computadoras adicionales:

Desarrollo

El AGC estaba encabezado por Charles Stark Draper y el diseñador jefe de hardware era Eldon Hall. Las encuestas iniciales fueron realizadas por Laning the Younger, Albert Hopkins, Ramón Alonso y Hugh Blair-Smith. La producción en serie estuvo a cargo de Raytheon , y su representante, Herb Theler, fue incluido en el equipo de desarrollo.

Los microcircuitos fabricados por la compañía de semiconductores Fairchild trabajaron con lógica de resistencia-transistor (el uso de un solo tipo durante el desarrollo de microcircuitos permitió evitar una serie de problemas que se encontraron durante el desarrollo de otra computadora a bordo diseñada para el cohete Minuteman II , en cuyo diseño se utilizaron diodos (lógica de transistores y lógica de diodo-diodo ) y se encerraron en cajas planas (una caja chapada en oro aplanada con cables de cinta). Los microcircuitos se conectaron mediante envoltura de alambre seguido de fundición con epoxi . Todos los componentes utilizados en el dispositivo se han sometido a rigurosas pruebas repetidas. Hasta el 60% de todos los microcircuitos producidos entonces en los EE. UU. se destinaron al programa Apollo.

La computadora se ha mejorado constantemente. Entonces, su primera versión contenía 4100 chips, cada uno de los cuales era un NOR de tres entradas, y la segunda versión posterior, utilizada en vuelos tripulados , usaba 2800 chips, cada uno de los cuales combinaba dos NOR de tres entradas.

Construcción

La memoria de la computadora constaba de 2048 palabras de RAM reescribible y 36 K palabras de ROM de acceso lineal en núcleos flasheados repetidamente . El ciclo de lectura y escritura de RAM y ROM tomó 11,72 µs. La longitud de la palabra era de 16  bits : 15 bits de datos y 1 bit de paridad. El formato de palabra del procesador de 16 bits incluía 14 bits de datos, un bit de desbordamiento y un bit de signo.

Interfaz de pantalla y teclado

La interfaz de usuario del AGC consistía en dígitos de 7 segmentos y pancartas que se mostraban en el panel y un teclado similar al teclado de una calculadora . Los comandos se ingresaban en modo digital como números de dos dígitos: acción y objeto. La acción describía el tipo de operación a realizar, mientras que el objeto definía los datos con los que trabajar.

Los números verdes se mostraban en indicadores de siete segmentos electroluminiscentes de alto voltaje . Los segmentos del indicador estaban controlados por relés electromecánicos , lo que aumentó el tiempo de actualización de la pantalla (la versión actualizada de la computadora usaba elementos más rápidos: tiristores ). La pantalla podía mostrar simultáneamente tres números de cinco dígitos cada uno, el formato de visualización podía ser tanto octal como decimal , y se usaba principalmente para mostrar los vectores de posición de la nave espacial o el cambio de velocidad requerido (ΔV). Aunque los datos se almacenaban en el sistema métrico, se mostraban en el sistema de medidas de los Estados Unidos . Esta interfaz fue la primera de su tipo y sirvió como prototipo para todas las interfaces de panel de control.

El módulo de comando tenía dos interfaces conectadas a su AGC. Uno estaba ubicado en el panel de control principal y el segundo, el compartimiento de instrumentos inferior cerca del sextante y se usaba para ajustar la plataforma de navegación. Había un AGC a bordo del módulo lunar. Encima de la interfaz en el panel del comandante, así como en el módulo lunar, había un indicador de posición del módulo ( Flight Director A ttitude Indicator , FDAI ) , también controlado por el AGC.

En 2009, Heritage Auctions vendió una de las interfaces en una subasta pública por 50.788 dólares .

Sincronización de tiempo

Los estándares de tiempo para la operación de AGC fueron establecidos por un resonador de cuarzo con una frecuencia de 2.048 MHz. La frecuencia se redujo a la mitad para proporcionar al AGC una fuente de frecuencia operativa de cuatro fases. La frecuencia de 1,024 MHz también se redujo a la mitad para producir una señal de 512 kHz, llamada frecuencia fundamental, utilizada para sincronizar los sistemas internos de la nave espacial.

Posteriormente, un escalador dividió la frecuencia fundamental primero por cinco (utilizando un contador de anillo) para obtener una señal con una frecuencia de 102,4 kHz. Luego se dividía en dos mediante compuertas lógicas que se sucedían una tras otra: de F1 (51,2 kHz) a F17 (0,78125  Hz ). La frecuencia de la puerta F10 (100 Hz) se retroalimentó al AGC para operar el reloj de tiempo integrado y otros contadores constantes incrementales. La frecuencia de la puerta F17 se utilizó para iniciar periódicamente el AGC cuando estaba en modo de espera.

Registros centrales

Para cálculos básicos, el AGC tenía cuatro registros de 16 bits llamados registros centrales:

un  : Batería , para computación básica
Z  : Contador de programa , almacenando la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar
P  : El resto al ejecutar la instrucción DV (dividir) y la dirección del punto de retorno después de ejecutar la instrucción TC (salto incondicional)
LP  : La parte inferior del producto al ejecutar la instrucción MP (multiplicar)

En el espacio de direcciones de RAM, cuatro direcciones (de 20 a 23) se denominaron "edición" ( ing.  ubicaciones de edición ). Los datos escritos en tres direcciones se leyeron con un desplazamiento de un bit, y en la cuarta dirección con un desplazamiento a la derecha de 7 bits; esta operación se usó para resaltar comandos interpretados de 7 bits que se escribieron dos en una palabra. Tanto el primer como el segundo modelo AGC funcionaron de manera similar.

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