A holdutazás fedélzeti számítógépe (3. rész)
(Rovat: Az Apollo holdprogram - 2012.09.23 07:15.)

Milyen feladatokat kellett ellátnia az Apollo űrhajó számítógépének?

A számítógép felügyelte az inerciális navigációs rendszert (IMU, Inertial Measurement Unit): vezérelte annak működését és feldolgozta az onnan, ill. az optikai alrendszerből érkező adatokat. Az inerciális rendszer egy különleges, közel gömb alakú, futball-ladba méretű, zárt tokba szerelt kardanikus keretmechanikában (Gimbal) elhelyezett platformra volt felszerelve. Három, egymásra merőleges tengelyű, elektrodinamikus szögkompenzációs pörgettyűegységből (IRIG, Inertial Reference Integrating Gyro) és szintén három, egymásra merőleges tengelyű gyorsulásmérőből állt. Utóbbiak nagy viszkozitású folyadékkal csillapított, elektrodinamikus erőkompenzációjú apró ingán alapultak (PIPA, Pulsed Integrating Pendulous Accelerometer). Az akkori csúcstechnikát képviselő, nagyon stabil, különlegesen csapágyazott tengelyű giroszkópok tervezett élettartama meghaladta az 5000 órát.

A giroszkópok szöghelyzetadatait nem csak a számítógép kapta meg, hanem az űrkabin műszerfalába épített két, a repülőgépek műhorizontjához hasonló kijelzőképű, a kabin térbeli pozícióját indikáló, multifunkciós mechatronikai műszer is, az FDAI (Flight Direction Attitude Indicator). A fenti ábrán a DSKY kezelői interfész fölött látszik az egyik.

Az űrutazás során a giroszkóp-platformot többször be kellett tájolni. A tájolás optikai műszerek segítségével történt. Az egyik az ún. szkennelőteleszkóp. Ez gyakorlatilag két, egymással szembe fordított távcsőből álló, 1-szeres nagyítású, szállemezes látómezejű periszkóp volt, melynek külső optikája elé elfordítható tükröt szereltek. A másik optikai műszer az ún. szextáns, amely egy megadott állócsillag és egy kijelölt földi v. holdfelszíni pont közötti szög mérésére szolgált. Mindkettőt a hajózó személyzet navigátora kezelte. Az AGC a tükrök elfordítási szögadatait kapta meg, és ezek alapján állította be az IMU-t. A navigációs rendszer rövid, tömör összefoglalója hozzáférhető. Némi internetes kereséssel még részletesebb adatok, tanulmányok is fellelhetők.

Az AGC vezérelte szükség esetén az SM főhajtóművét és egyéb rendszereit, valamint az SM, ill. a visszatérés során a CM kormányfúvókáit, vezérelte a dokkolóradart és elemezte annak jeleit. Átadta a telemetria rendszer számára a szükséges adatokat (Uplink) és fogadta a beérkező adatokat (Downlink). Utóbbi csatornán keresztül közvetlenül a földi irányítástól is fogadhatott parancsokat.

A központi egység szószervezésű volt, 16 bites szóhosszal. Az utasításszó 1 paritásbitből (mindig páratlanra egészítette ki az 1-ek számát), 3 utasításbitből és 12 címbitből épült fel. Három utasításbit összesen 8 utasításból álló utasításkészletet jelentene. Nyolc jól megválasztott utasítással elvileg lehetséges ugyan bármilyen feladathoz programot írni, csakhogy az ilyen programok igencsak terjedelmesek lennének! Márpedig akkoriban talán a memóriák (ROM, RAM) jelentették a számítástechnika „szűk keresztmetszetét”: nagyon drágák és nagyon terjedelmesek voltak. A fejlesztőknek kompromisszumot kellett keresniük az utasítások száma és a programok memóriaigénye között. Végül is 34+10 utasítást definiáltak. Ezek meghívására változatos, itt nem részletezendő trükköket (pl. indexelt utasítások stb.) eszeltek ki.

A 12 bites cím is kevés lenne az összesen 38 Kszónyi memória megcímzésére. Ezért a ROM-ot 1 KiB-es, a RAM-ot 256 szavas lapokra (bank) osztották, és két lépésben címezték meg. Erre szolgált a memóriacím-regiszter, a ROM-bankregiszter, ill. a RAM-bankregiszter. Az AGC-nek összesen 20 különböző célú regisztere volt.

A memóriában tárolt adatszó 1 paritásbitből, 1 előjelbitből és 14 adatbitből állt. A négy központi regiszterben (A, Z, Q, LP) paritásbitet nem használtak: az első bit volt a normál, a második a kiegészítő előjelbit. A két előjelbit kombinációjából adódott a „negatív érték”, a „pozitív érték”, a „negatív túlcsordulás” és a „pozitív túlcsordulás”. Definiálták még a dupla pontosságú (kétszavas) számábrázolást. A központi egység a parancsokat 1 - 6 óraciklus alatt hajtotta végre. A leggyakoribbak a kétciklusos utasítások voltak.

(Folytatjuk a kijelző- és kezelőegység bemutatásával!)

Pálinkás Tibor

Az itt sorozatban közölt cikk eredeti, részletesebb, további képekkel és kapcsolási rajzokkal illusztrált változata a Rádiótechnika Évkönyve 2012-es számában jelent meg. Ezúton köszönjük az utánközlés lehetőségét. A más érdekes, köztük űrkutatási vonatkozású cikkeket is tartalmazó évkönyv kapható nyomtatott és digitális változatban is. További információ a kiadó Rádióvilág Kft. honlapján!