La tecnologia del programma Apollo 11 – Missione Luna, andata e ritorno.

Autore: Roberto Campagnola
Data Pubblicazione: 22/05/2021

L’industria spaziale, oggi come nel passato, è sempre stata portatrice di progresso e grandi innovazioni. Una sezione del sito della NASA è interamente dedicata a illustrare le ricadute sulla vita di tutti noi delle missioni spaziali, del passato e non solo. (https://spinoff.nasa.gov/).

Tra le missioni un posto di riguardo, ovviamente, deve essere riservato al programma Apollo che portò il primo uomo sulla Luna nel 1969. Spesso si sente dire che siamo andati sulla Luna con un computer che è molto meno potente di uno smartphone. La realtà è un po’ diversa. I computer presenti a bordo dei veicoli Saturn e Apollo erano 5:

• un IBM LVDC (Launch Vehicle Digital Computer) a bordo del Saturn V;
• un Honeywell SCS (Stabilization and Control System) nel modulo di comando;
• un TRW AGS (Abort Guidance System) nel modulo lunare.
• due Raytheon AGC – APOLLO GUIDANCE COMPUTER , uno nel modulo lunare e uno nel modulo di comando.

La potenza di calcolo degli AGC era ovviamente inferiore a quella a cui siamo abituati oggi, ma bisogna ricordare che l’unico compito per cui erano programmati era la navigazione: gli AGC, quindi, erano quindi perfettamente adatti a svolgere i complessi calcoli e operazioni richiesti.

Inoltre, si deve sottolineare che altri compiti ed operazioni erano svolti dai computer a terra: il Real Time Computer Complex dell’IBM installato presso il Manned Spacecraft Center di Houston riceveva, processava e inviava al Mission Control Center i dati delle capsule Apollo ed era formato da 5 mainframe IBM System/360 modello 75J, che rappresentavano lo state of the art per l’industria informatica dell’epoca.

Uno sguardo all’Hardware

L’Apollo Guidance Computer fu il primo computer a montare un processore a circuiti integrati a base di silicio. Aveva una frequenza di 2,048 Mhz, e delle prestazioni comparabili con i primi personal computer che si sarebbero diffusi alla fine degli anni ’70.

Apollo Guidance Computer e DSKY

L’AGC usava come unità nativa word da 15 bit più 1 bit per la parità, montava una memoria RAM a nucleo magnetico da 2K word, e una memoria core-rope ROM di 36K word.

La memoria RAM era a nucleo magnetico in cui l’informazione, era scritta e letta sfruttando il fenomeno dell’isteresi magnetica dovuta al passaggio di corrente attraverso degli anelli di ossido di ferro. La ROM core-rope era un tipo di architettura di memoria di sola lettura a nucleo di ferro, in cui i nuclei di ossido di ferro agivano solo da trasformatori.

Entrambe le memorie sono furono programmate dall’ Instrumentation Lab del MIT e costruite dalla Raytheon.

Gli astronauti interagivano con l’AGC attraverso il DSKY Display and keyboard. I comandi erano inseriti numericamente, attraverso numeri a due cifre: VERB e NOUN; il comando VERB indicava l’azione da compiere, il comando NOUN specifica su quale dato dovesse essere compiuta l’azione VERB.

Memoria core-rope Apollo Guidance Computer

Uno sguardo al Software

Il software fu scritto in linguaggio assembly AGC e fu sviluppato sempre dall’Instrumentation Lab del MIT. Rappresenta una pietra miliare nel campo del software engineering per le scelte di programmazione a quel tempo pionieristiche, per gli avanzati standard di progettazione e per le l’introduzione dei concetti quali elaborazione asincrona e schedulazione delle priorità che rimediarono, per esempio, al sovraccarico di dati avvenuto durante la discesa sulla Luna dell’Apollo 11, permettendo agli astronauti di completare l’allunaggio in sicurezza.

Tale software costituì le basi per il software di guida e navigazione del programma Space Shuttle immediatamente successivo al programma Apollo e per il moderno sistema fly-by-wire per velivoli militari e civili, a ulteriore riprova dell’utilità dell’esplorazione spaziale.

Margaret Hamilton, accanto al software dell’Apollo 11.

Margaret Hamilton, è stata la direttrice della programmazione del software del progetto Apollo. Se volete saperne di più di chi era Margaret Hamilton, vi rimandiamo al canale YouTube di RedHotCyber.

Roberto Campagnola

credits:

https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic-core_memory

Paolo Attivissimo-Luna, sì ci siamo andati

https://en.wikipedia.org/wiki/Core_rope_memory

Roberto Campagnola

Laureato in fisica delle particelle, attualmente assegnista di ricerca presso i Laboratori Nazionali di Frascati-INFN e il CERN, si occupa dell’upgrade dell’esperimento CMS – Compact Muon Solenoid per il Large Hadron Collider.