Pada akhir 1950-an, sebelum NASA berniat pergi ke Bulan - atau membutuhkan komputer untuk sampai ke sana - Laboratorium Instrumentasi MIT telah merancang dan membangun probe prototipe kecil yang mereka harapkan suatu hari akan terbang ke Mars (baca latar belakang sebagian 1 dari cerita ini di sini). Penyelidikan kecil ini menggunakan komputer kecil untuk keperluan umum untuk navigasi, berdasarkan pada sistem inersia untuk rudal balistik, kapal selam, dan pesawat terbang yang telah dirancang dan dibangun oleh Lab untuk militer sejak Perang Dunia II.
Orang-orang di Instrumentation Lab memikirkan konsep Mars Probe mereka - dan khususnya sistem navigasi - akan menarik bagi mereka yang terlibat dalam upaya eksplorasi planet yang masih baru, seperti Angkatan Udara AS dan Jet Propulsion Laboratory. Tetapi ketika MIT Lab mendekati mereka, kedua entitas tidak tertarik. Angkatan Udara keluar dari bisnis luar angkasa, dan JPL memiliki rencana untuk mengoperasikan pesawat ruang angkasa planet mereka sendiri, melakukan navigasi dari antena komunikasi Goldstone besar di Gurun Mojave. Antena parabola 26 meter telah dibangun untuk melacak pelopor robot Pioneer awal.
Baik Angkatan Udara dan JPL menyarankan agar Lab berbicara dengan orang-orang di organisasi NASA yang baru dibentuk.
Anggota lab mengunjungi Hugh Dryden, Wakil Administrator NASA di Washington D.C., dan Robert Chilton, yang memimpin Cabang Flight Dynamics NASA di Langley Research Center. Keduanya berpikir Lab telah melakukan beberapa pekerjaan yang sangat baik pada desain, terutama pada komputer panduan. NASA memutuskan untuk memberi Lab $ 50.000 untuk melanjutkan studi mereka pada konsep.
Kemudian, sebuah pertemuan diadakan antara pemimpin Lab, Dr. Charles Stark Draper dan para pemimpin NASA lainnya untuk membahas berbagai rencana jangka panjang yang ada dalam pikiran NASA, dan bagaimana desain Lab dapat masuk ke dalam pesawat ruang angkasa yang dikemudikan oleh manusia. Setelah beberapa pertemuan, ditentukan bahwa sistem harus terdiri dari komputer digital untuk keperluan umum dengan kontrol dan tampilan untuk para astronot, sekstan ruang angkasa, unit panduan inersia dengan gyro dan akselerometer, dan semua elektronik pendukung. Dalam semua diskusi ini, semua orang sepakat bahwa astronot harus memainkan peran dalam mengoperasikan pesawat ruang angkasa dan tidak hanya bersama untuk naik. Dan semua orang NASA terutama menyukai kemampuan navigasi mandiri, karena ada kekhawatiran Uni Soviet dapat mengganggu komunikasi antara pesawat ruang angkasa AS dan tanah, membahayakan misi dan kehidupan para astronot.
Tapi kemudian, Proyek Apollo lahir. Presiden John F. Kennedy menantang NASA pada bulan April 1961 untuk mendarat di Bulan dan kembali dengan selamat ke Bumi - semua sebelum akhir dekade. Hanya sebelas minggu kemudian, pada bulan Agustus 1961, kontrak utama pertama untuk Apollo ditandatangani dengan Laboratorium Instrumentasi MIT untuk membangun sistem panduan dan navigasi.
"Kami memiliki kontrak," kata Dick Battin, seorang insinyur di Lab yang telah menjadi bagian dari tim desain Mars Probe, "tapi ... kami tidak tahu bagaimana kami akan melakukan pekerjaan ini, selain mencoba model setelah Mars kami. menyelidiki."
Bagian dari pengetahuan tentang Apollo Guidance Computer (AGC) adalah bahwa beberapa spesifikasi yang tercantum dalam proposal 11 halaman Lab pada dasarnya ditarik keluar dari udara tipis oleh Doc Draper. Karena kekurangan angka yang lebih baik - dan mengetahui bahwa itu harus masuk ke dalam pesawat ruang angkasa - ia mengatakan akan berbobot 100 pound, berukuran 1 kaki kubik, dan menggunakan daya kurang dari 100 watt.
Tetapi pada saat itu, sangat sedikit spesifikasi yang diketahui tentang komponen atau pesawat ruang angkasa Apollo lainnya, karena tidak ada kontrak lain yang diizinkan, dan NASA belum memutuskan metodenya (pendakian langsung, Earth Orbit Rendezvous, atau Lunar Orbit Rendezvous) dan jenis pesawat ruang angkasa untuk sampai ke bulan.
"Kami berkata, 'Kami tidak tahu apa pekerjaan itu, tapi ini komputer yang kami miliki, dan kami akan mengusahakannya, kami akan mencoba mengembangkannya, kami akan melakukan semua yang kami bisa,'" kata Battin . "Tapi itu satu-satunya komputer yang dimiliki siapa pun di negara ini yang bisa melakukan pekerjaan ini ... apa pun pekerjaan ini."
Battin ingat bagaimana pada awalnya, opsi untuk terbang ke Bulan adalah pertemuan orbit Bumi, di mana berbagai bagian dari pesawat ruang angkasa akan diluncurkan dari Bumi dan digabungkan dalam orbit Bumi dan terbang ke Bulan dan mendarat di sana secara keseluruhan. Tapi akhirnya, konsep pertemuan orbit bulan menang - di mana pendarat akan terpisah dari Modul Perintah dan mendarat di Bulan.
"Jadi ketika itu terjadi, maka pertanyaannya adalah ... apakah kita membutuhkan sistem panduan yang sama sekali baru dan berbeda untuk Modul Lunar daripada yang kita miliki untuk Modul Perintah?" Kata Battin. “Apa yang akan kita lakukan tentang itu? Kami meyakinkan NASA untuk menggunakan sistem [komputer] yang sama di kedua pesawat ruang angkasa. Mereka memiliki misi yang berbeda, tetapi kita dapat menempatkan sistem duplikat di modul bulan. Jadi itulah yang kami lakukan. "
Karya konseptual awal tentang Apollo Guidance Computer (AGC) berjalan dengan cepat, dengan Battin dan kohortnya Milt Trageser, Hal Laning, David Hoag dan Eldon Hall mengerjakan konfigurasi keseluruhan untuk panduan, navigasi, dan kontrol.
Bimbingan berarti mengarahkan pergerakan kapal, sementara navigasi mengacu pada penentuan posisi saat ini seakurat mungkin, dalam kaitannya dengan tujuan di masa depan. Kontrol mengacu pada mengarahkan gerakan kendaraan, dan dalam ruang arah yang terkait dengan sikapnya (menguap, pitch, dan roll) atau kecepatan (kecepatan dan arah). Keahlian MIT berpusat pada bimbingan dan navigasi, sementara para insinyur NASA - terutama mereka yang memiliki pengalaman bekerja di Project Mercury - menekankan bimbingan dan kontrol. Jadi, dua entitas bekerja bersama untuk membuat manuver yang diperlukan berdasarkan data dari gyro dan accelerometer dan bagaimana membuat manuver menjadi bagian dari komputer dan perangkat lunak.
Untuk Lab Instrumentasi MIT, satu kekhawatiran besar tentang Komputer Panduan Apollo adalah keandalan. Komputer akan menjadi otak pesawat ruang angkasa, tetapi bagaimana jika itu gagal? Karena redundansi adalah solusi yang diketahui untuk masalah keandalan dasar, orang-orang di The Lab menyarankan untuk menyertakan dua komputer, dengan satu sebagai cadangan. Tetapi North American Aviation - perusahaan yang membangun Modul Perintah dan Layanan Apollo - mengalami kesulitan untuk memenuhi persyaratan bobot. Amerika Utara dengan cepat menolak persyaratan ukuran dan ruang dari dua komputer, dan NASA setuju.
Gagasan lain untuk meningkatkan keandalan termasuk memiliki papan sirkuit dan modul lain di pesawat ruang angkasa sehingga para astronot bisa melakukan "pemeliharaan dalam penerbangan," mengganti bagian yang rusak selama berada di ruang angkasa. modul, dan memasukkan papan sirkuit cadangan saat mendekati bulan tampaknya tidak masuk akal - meskipun opsi ini sangat dipertimbangkan untuk beberapa waktu.
"Kami mengatakan, 'kami hanya akan membuat komputer ini dapat diandalkan,'" kenang Battin. "Hari ini, kamu akan dikeluarkan dari program jika kamu mengatakan kamu akan membangunnya sehingga tidak gagal. Tapi itulah yang kami lakukan. "
Pada musim gugur 1964, The Lab mulai merancang versi AGC yang ditingkatkan, terutama untuk memanfaatkan teknologi yang lebih baik. Salah satu aspek yang paling menantang dari misi Apollo adalah jumlah komputasi real-time yang diperlukan untuk menavigasi pesawat ruang angkasa ke Bulan dan kembali. Ketika para insinyur di Lab pertama kali memulai pekerjaan mereka pada proyek tersebut, komputer masih mengandalkan teknologi analog. Komputer analog tidak cepat, atau cukup dapat diandalkan untuk misi ke Bulan.
Sirkuit terpadu, yang baru saja ditemukan pada tahun 1959, kini lebih mampu, andal, dan lebih kecil; mereka dapat mengganti desain sebelumnya menggunakan sirkuit inti transistor, yang memakan ruang sekitar 40 persen lebih sedikit. Secepat teknologi telah maju sejak MIT memenangkan kontrak AGC pada tahun 1961, mereka merasa yakin waktu memimpin sampai penerbangan pertama Apollo akan memungkinkan kemajuan yang lebih besar dalam keandalan, dan semoga pengurangan biaya. Dengan keputusan itu, AGC menjadi salah satu komputer pertama yang menggunakan sirkuit terintegrasi, dan segera, lebih dari dua pertiga dari total output mikrokontroler A.S. Amerika Serikat digunakan untuk membangun prototipe komputer Apollo.
Keterangan gambar utama: Sirkuit terintegrasi awal, yang dikenal sebagai sirkuit terintegrasi Fairchild 4500a. Gambar milik: Draper.
Meskipun banyak elemen desain untuk perangkat keras komputer mulai muncul, masalah yang mengganggu pada pertengahan 1960-an menjadi jelas: memori. Desain aslinya, berdasarkan pada Mars Probe, hanya memiliki 4 kilobyte kata dari memori tetap dan 256 kata yang dapat dihapus. Ketika NASA menambahkan lebih banyak aspek pada program Apollo, persyaratan memori terus meningkat, menjadi 10 K, kemudian 12, 16, 24 dan akhirnya menjadi 36 Kilobyte memori tetap dan 2 K oferasable.
Sistem yang dirancang Lab disebut memori tali inti, dengan perangkat lunak yang dibuat dengan hati-hati dengan kawat paduan nikel yang dijalin melalui 'donat' magnetik kecil untuk menciptakan memori yang tidak dapat dihapus. Dalam bahasa komputer yang satu dan nol, jika itu satu, ia berlari melalui donat; jika angka itu nol, kawat itu berputar di sekitarnya. Untuk satu komponen memori, dibutuhkan bundel setengah mil dari kawat yang ditenun melalui 512 inti magnetik. Satu modul dapat menyimpan lebih dari 65.000 informasi.
Battin menyebut proses untuk membangun inti-memori metode LOL.
"Wanita Tua Kecil," katanya. "Wanita di pabrik Raytheon benar-benar akan menenun perangkat lunak ke dalam memori inti ini."
Sementara wanita terutama melakukan tenun, mereka belum tentu tua. Raytheon mempekerjakan banyak mantan pekerja tekstil, mahir menenun, yang perlu mengikuti instruksi rinci untuk menenun kabel.
Ketika ingatan inti-tali pertama kali dibangun, prosesnya cukup padat karya: dua wanita akan duduk berhadapan satu sama lain, mereka akan menenun dengan tangan aliran kabel melalui inti magnetik kecil, mendorong probe dengan kawat yang terpasang dari satu sisi ke yang lain. Pada tahun 1965, metode yang lebih mekanis untuk menganyam kabel diimplementasikan, sekali lagi, berdasarkan pada mesin tekstil yang digunakan dalam industri tenun di New England. Tapi tetap saja, prosesnya sangat lambat, dan satu program bisa memakan waktu beberapa minggu atau bahkan berbulan-bulan untuk ditenun, dengan lebih banyak waktu yang dibutuhkan untuk mengujinya. Kesalahan dalam menenun berarti harus diulang. Komputer Command Module berisi enam set modul inti-tali, sedangkan komputer Modul Lunar menampung tujuh.
Secara total, ada sekitar 30.000 bagian dalam komputer. Setiap komponen akan dimasukkan melalui tes listrik dan stresstest. Kegagalan meminta penolakan komponen.
"Meskipun ingatannya dapat diandalkan," kata Battin, "bahwa NASA tidak suka tentang itu adalah kenyataan bahwa sangat awal dari Anda perlu memutuskan apa program komputer yang akan menjadi. Mereka bertanya kepada kami, "Bagaimana jika kami memiliki perubahan pada menit terakhir?" Dan kami mengatakan kami tidak dapat memiliki perubahan pada menit terakhir, dan kapan pun Anda ingin mengubah memori, berarti selip enam minggu, minimum. Ketika NASA mengatakan itu tidak bisa ditoleransi, kami memberi tahu mereka, "Ya, begitulah komputer ini, dan tidak ada komputer lain yang bisa Anda gunakan."
Sementara merancang dan membangun semua perangkat keras menimbulkan tantangan, karena pekerjaan berkembang di AGC melalui 1965 dan ke 1966, besarnya dan kompleksitas aspek lain menonjol: pemrograman perangkat lunak. Itu menjadi masalah utama dalam menentukan komputer, dalam memenuhi jadwal dan spesifikasi.
Semua pemrograman pada dasarnya dilakukan di level satu dan nol, pemrograman bahasa assembly. Dalam merancang perangkat lunak untuk melakukan tugas-tugas rumit, para insinyur perangkat lunak harus datang dengan cara yang cerdik agar sesuai dengan kode dalam batasan memori. Dan tentu saja, tak satu pun dari hadever ini pernah dilakukan sebelumnya, setidaknya tidak pada tingkat skala dan kompleksitas ini. Pada waktu tertentu, AGC mungkin harus mengoordinasikan beberapa tugas sekaligus: mengambil gambar dari radar, menghitung lintasan, melakukan koreksi kesalahan pada gyro, menentukan pendorong yang harus ditembakkan, serta mentransmisikan data ke stasiun bumi NASA dan mengambil input baru dari theastronauts .
Hal Laning merancang apa yang disebutnya program eksekutif, yang menugaskan tugas-tugas dengan prioritas berbeda dan membiarkan tugas-tugas prioritas tinggi diselesaikan sebelum tugas-tugas prioritas rendah. Komputer dapat mengalokasikan memori di antara tugas-tugas yang berbeda, dan melacak di mana tugas telah terganggu.
Tim perangkat lunak Lab, mulai dengan sengaja merancang perangkat lunak dengan kemampuan penjadwalan prioritas yang dapat mengidentifikasi perintah yang paling penting dan memungkinkan mereka untuk berjalan tanpa gangguan dari perintah yang kurang penting.
Namun, pada musim gugur 1965, menjadi jelas bagi NASA bahwa komputer Apollo berada dalam masalah serius, karena pengembangan program-program secara signifikan terlambat. Fakta bahwa jumlah yang relatif tidak dikenal yang disebut 'perangkat lunak' dapat menunda seluruh program Apollo tidak diterima dengan baik oleh NASA.
Berikutnya: Bagian 3, mencari tahu semuanya.
