2019年7月20日是纪念人类登月五十周年的好日子。人类于1969年首次正式登上月球,历史将永远铭记两位宇航员的名字:尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林。 然后,这背后还有很多不为人知的故事。 在我们庆祝首次登月成功的同时,请不要忘记如果没有无数人的辛勤工作和奉献精神,这两位宇航员也不可能取得如此辉煌的成就。 在本文中,就让我们一起来回顾一下阿波罗11号任务背后有关人类数据的故事。1957年,苏联发射第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号。之后,他们将人类送到了太空。
1961年:NASA的艰巨任务
由于苏联在太空竞赛中占据优势,美国前总统约翰·肯尼迪交给了NASA(美国国家航空航天局)一项艰巨的任务。 1961年,肯尼迪总统为NASA设定了一个未来10年的目标——将一个人类送上月球并安全返回。 这项任务看似根本不可能,因为美国连将人类载往月球的航天器都没有,而且他们需要一台非常小巧精悍的计算机来负责导航,还要有太空服,掌握长时间失重的知识,以及太空的食物。 他们甚至不知道从何处入手,也不知道人类是否甚至可以在零重力的条件下思考。
1961-1969:NASA加入战斗
为了登月成功,美国投入了254亿美元。NASA聘请了来自波音、北美航空、麦克唐纳道格拉斯、格鲁门公司、麻省理工学院等不同组织的精英,启动了一项名为“阿波罗计划”的全美项目。 管理如此庞大且人人都有不同技能团队的重任落到乔治·穆勒的肩上,他就是众所周知的“航天飞机之父”。 他通过引入激进的方法改变了NASA的管理。其中一种方法是“全面”测试,采用这种方法的团队可以并行设计和开发多个系统,大幅缩短设计时间。 另一种方法是组织NASA宇航员参观阿波罗计划航天器的部件开发工厂。这次访问让工厂的工人们意识到,他们犯的每个错误都可能会杀死眼前的这群人,这极大地激励了工人们将自己的毕生献给阿波罗的决心。
20世纪60年代的计算机
NASA面临的一项主要的困难在于,建造一台能够装载到航天器上的非常小的计算机。而在当时,即便是最紧凑的“小型计算机”也有2-3个冰箱并排放置那么大。 同时,NASA必须反抗当时流行的一个观点——计算机不可靠。当时,计算机的声誉很差,因为这些机器每隔几个小时就会崩溃一次。 经过几年的实验后,麻省理工学院和NASA的工程师与科学家们取得了重大突破,他们大大减小了阿波罗宇宙飞船计算机的尺寸,并提高了其计算能力。 他们以IBM大型计算机为基础进行航向计算,并将导航数据提供给航天器上的AGC(Apollo Guidance Computer,阿波罗引导计算机)。AGC仅担任引导、导航和航天器控制等特定任务。 虽然AGC的尺寸与一辆汽车相当,但这款大型计算机结构紧凑,重量仅为70磅(约32公斤),占用的空间不到1立方英尺。 计算机的另一个主要问题是内存的完整性。有人担心由于潜在的苏联袭击,AGC的存储设备可能会受到影响。 为了构建一个无法以任何方式擦除、修改或损坏的存储器,麻省理工学院使用了一种独有的“绳子内存”(rope memory),然后让女工们在绳子上套上小铁环。 穿过环中心的导线表示“1”,而外面的导线表示“0”。 他们找到了几位熟练的女裁缝,花了8个星期的时间,将程序编织到了内存中,她们用针把电线一根根穿过铁环,一次穿一根电线。一年以后,NASA发射了阿波罗8号,这是第一艘载人飞船离开地球轨道,到达月球,绕轨道飞行并返回地球。 阿波罗8号在20小时内完成10次绕轨道飞行,并安全返回地球。 继阿波罗8号成功后,1969年5月18日NASA推出了阿波罗10号,为真正的月球探险“彩排”。阿波罗10号机组的任务是在不实际降落到月球表面的情况下,测试月球着陆的所有元素。
1969年7月19日:人类首次登月
阿波罗11号载着三名宇航员——尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林和迈克尔·柯林斯,经过75小时50分钟的飞行后,终于进入了月球轨道。第三级火箭(长达110米)通过750万磅的推力将自己推进了太空。 一切进展得都很顺利,然而,在呼号为“鹰号”的登月舱降落到距离月球表面大约46,000英尺(14020.8米)的高空时,发生了突发性事件。 在只有30,000英尺(9144米)的时候,电脑崩溃了。 在“鹰号”登月舱降落前几分钟,AGC崩溃了。屏幕一片空白。 程序在报警。现在是十二点二十二分。程序发出了1202号警报。 ——阿波罗11指挥官 尼尔·阿姆斯特朗发送到休斯敦任务控制中心 当时屏幕上闪烁着1202号的程序警报,身处太空的宇航员以及休斯顿的整个任务控制中心都陷入了恐慌。在他们的模拟过程中,宇航员从未遇到过这个错误,他们不知道是应该继续前进还是中止任务。 任务控制中心的任务指挥官史蒂夫·贝尔斯立即打电话给他的同事杰克·加曼,这位工程师正坐在密室里,他的控制台上有计算机错误代码的备忘单。 这是一个“执行溢出”。——杰克·加曼,NASA工程师 20世纪60年代计算机的计算能力还比不上2019年的智能手机。当AGC出现过载数据时,它会放弃其他一切来执行其核心功能——引导宇航员和为宇航员导航。 删除其他功能需要重新启动系统,这就是AGC闪烁1202警报的原因。每次过载时,AGC都会删除一些优先级较低的程序,并重新启动以继续导航和引导。任务控制中心向“鹰号”登月舱的宇航员传达了这一信息,并表明登月任务继续。 由于宇航员们忙于解码程序警报,他们飞过了预选着陆区域——静海基地。 在距离地球表面仅1500英尺(457米)的时候,指挥官尼尔·阿姆斯特朗终于看到了窗外的情况。就在那时,他注意到“鹰号”登月舱正朝着一个陡峭的火山口飞驰而去。 太空船的燃料快要耗尽了,所剩燃料仅够用60秒钟,而太空船正朝着一个比公共汽车更大的巨坑飞去。 阿姆斯特朗凭着数据和多年的丰富经验,决定手动计算着陆点。 休斯顿飞行控制中心内鸦雀无声,大家都在静静地等待着。——查理·马斯,肯尼迪航天中心的NASA工程师 由于没有计算机可以依赖,尼尔·阿姆斯特朗选择了手动控制“鹰号”登月舱,并凭借他多年飞行员的经验,像驾驶直升飞机一样驾驶“鹰号”。时间一点点过去,燃料也急速下降,阿姆斯特朗异常冷静,他非常相信自己的经验。 在一旁的巴兹·奥尔德林通过持续监控AGC控制台的高度数据来辅助他。他们一起手动计算了“鹰号”登月舱的着陆位置。
1969年7月20日:“鹰号”着陆成功
凭借他们的计算力和操控能力,阿波罗11号的宇航员终于找到了距离静海基地最近的着陆地点。 休斯顿,这里是静海基地。“鹰”着陆成功。—— 阿波罗11指挥官尼尔·阿姆斯特朗 在任务最后的关键时刻,宇航员凭借自身的努力、奉献和冷静,成功地登上了月球。
1969年7月24日:往返月球
阿波罗11号在经历了195小时18分35秒的飞行后,成功地完成了飞行任务并安全地降落在太平洋上。
阿波罗11号成功背后的人类数据
经过美国全国多家组织的40多万人不断的努力,人类终于成功地登上了月球。 从建造宇宙飞船的工程师、科学家和技术人员,到登上月球的阿波罗11号的英雄宇航员们,人类的数据记载了每一个脚印。感谢他们坚持不懈的努力和无私的风险,我们终于登上了月球。原文:https://hackernoon.com/how-the-humans-of-data-landed-man-on-the-moon-1i2nb3j4h 热 文 推 荐
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