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La NASA aveva bisogno di un supercomputer per portarci sulla Luna con l’Apollo 11 e doveva essere generazioni in anticipo rispetto alla tecnologia dei tempi. Ma cosa sappiamo davvero sul computer dell’Apollo 11?

La tua lavastoviglie ha più potenza della CPU del computer che ha volato con gli astronauti dell’Apollo sulla Luna.

Ma non lasciare che la tua lavastoviglie assuma il controllo della tua astronave in nessun caso. Non è una misura di quanto basilari fossero i computer Apollo, ma piuttosto quanto gli ingegneri e i programmatori degli anni ’60 erano in grado di fare con la modesta potenza di calcolo che era a loro disposizione.

Il computer dell’Apollo 11 era una meraviglia tecnologica

La NASA sapeva quanto sarebbe stato difficile navigare attraverso lo spazio tridimensionale dalla Terra alla Luna: le velocità, i movimenti relativi, la precisione necessaria, la matematica e la velocità con cui tutta quella matematica doveva essere applicata .

Il contratto per progettare il computer per pilotare l’Apollo fu il primo dell’intero progetto, prima di razzi, astronavi o tute spaziali, e arrivò solo 10 settimane dopo che il discorso del presidente John F. Kennedy sfidò gli americani ad andare sulla Luna entro il decennio.

Il MIT aveva una divisione chiamata Instrumentation Lab, gestita da un uomo di nome Charles Stark Draper, che era al tempo stesso un genio e un grand’uomo nella vita (quando non stava progettando sistemi di navigazione avanzati, stava vincendo gare di ballo). 

The Instrumentation Lab aveva 20 anni di storia nella progettazione di sistemi di navigazione sempre più sofisticati e precisi. Un membro dello staff era stato sul primo sottomarino nucleare per navigare sotto il Polo Nord, perché il MIT aveva progettato il sistema del sottomarino per poter navigare per giorni rimanendo sommerso sotto le acque dell’Artico. 

Il MIT era l’unico che poteva progettare un computer per l’Apollo 11

La sfida è stata notevole, a partire dal computer al centro del sistema. All’inizio degli anni ’60, anche i “piccoli” computer erano grandi come frigoriferi, forse un paio, allineati l’uno accanto all’altro. Il computer dell’Apollo avrebbe dovuto avere le dimensioni di uno zaino.

I computer di quegli anni leggevano i programmi su pile di schede perforate, quindi non erano adatti alla missione. Il computer Apollo avrebbe dovuto funzionare immediatamente, in “tempo reale”. E il computer aveva bisogno di avere una tastiera e un display, gli astronauti dovevano poter interagire con esso anche sulla Luna.

A quel tempo, le persone che usano un computer non interagivano con esso. 

Questo era il punto delle schede perforate. Il che significava che le persone che gestiscono il computer non lo usavano veramente. Il computer dell’Apollo 11 avrebbe dovuto essere progettato in modo che gli astronauti potessero usarlo da soli.

I computer dell’epoca facevano soprattutto matematica di vario genere. Il computer dell’Apollo 11 aveva circa 200 ingressi e uscite; prendeva i dati dai sensori, dai radar, dallo stesso Mission Control. Doveva gestire i motori e i propulsori dell’astronave, capendo costantemente dove si trovava la navicella nello spazio, e poi dicendo agli astronauti cosa stava accadendo attraverso il display. 

I requisiti del computer dell’Apollo 11 erano sorprendenti

Il computer dell’Apollo 11 si trovava nel cuore della navicella Apollo, sia nel modulo di comando che nel modulo lunare. In caso di fallimento, non c’era modo di pilotare nessuno dei due. Il computer doveva funzionare perfettamente. Le stesse vite degli astronauti dipendevano da questo.

Era una serie sorprendente di requisiti. Il MIT aveva bisogno di progettare e programmare il computer più piccolo, veloce, agile e più affidabile mai creato. Verrebbe quindi testato non con un compito ragionevole, manovrando gli ascensori in un grattacielo, per esempio, o facendo funzionare un impianto chimico. Sarebbe stato testato con la cosa più difficile e più incredibile che un essere umano avesse mai fatto.

La corsa verso la Luna negli anni ’60 è spesso descritta come uno sforzo ingegneristico, perché non ha richiesto il tipo di scoperte drammatiche della scienza fondamentale, come quelle derivanti dalla bomba atomica durante il Progetto Manhattan. Ma Apollo richiedeva letteralmente migliaia di innovazioni che spingevano ai limiti della scienza, dell’ingegneria, della produzione e dell’affidabilità, nei motori, nelle tute spaziali e nel modulo lunare.

E soprattutto nel computer.

Gli scienziati del MIT dovevano dare agli astronauti un computer che potevano usare.

I tasti sulla tastiera, ad esempio, erano di grandi dimensioni, quindi potevano essere facilmente cliccati con i guanti della tuta spaziale.

Poi, con un salto di programmazione e audacia, hanno dato al computer due qualità che, ancora una volta, diamo per scontate oggi, ma erano completamente nuove alla metà degli anni ’60.

Il computer dell’Apollo 11 aveva capacità decisionali incorporate. Fu programmato in modo tale da poter esaminare tutto il lavoro che doveva essere fatto per pilotare il modulo lunare in ogni millisecondo, e fare prima il lavoro più importante.

I computer moderni, fino agli smartphone in tasca, fanno decine, persino centinaia di operazioni al secondo su quale sia il compito da svolgere e in quale ordine. Ma nel 1969, un computer che ha preso le decisioni in ordine di priorità era unico.

Il computer poteva subire anche brevi interruzione di energia senza perdere i dati. 

Il computer teneva traccia di ciò a cui stava lavorando in ogni momento e, se qualcosa di brutto accadeva, cancellava la sua memoria ram e si riavviava senza problemi in modi che i computer moderni non riescono ancora a fare!

Quei capolavori di programmazione si dimostrarono indispensabili, salvando le missioni dal fallimento, incluso il primo atterraggio sulla Luna da parte di Apollo 11, quando il computer si è riavviato cinque volte in quattro minuti, a causa di problemi nel modulo lunare.

Al MIT, progettare e programmare il computer ha richiesto il lavoro di centinaia di persone per più di otto anni (il computer è stato effettivamente fabbricato da Raytheon, con un processo artigianale davvero sorprendente).

Era il primo grande e interconnesso sforzo di codifica del software nella storia.

Non era senza problemi. Ad un certo punto nel 1966, gli ingegneri del MIT avevano scritto il 40% in più di software che il computer poteva gestire, ed erano molto in ritardo. La NASA a quel punto, temeva che il computer, invece di volare con l’Apollo, sarebbe stato il motivo per cui gli astronauti sarebbero rimasti a terra.

Aveva solo 73 kB di memoria e occupava esattamente un piede cubo di spazio. Ma in 2.504 ore di volo spaziale Apollo, più di 100 giorni nello spazio, non c’è stato nessun errore software registrato o problema hardware. Non era solo il computer più piccolo, più veloce e più agile della sua era, era anche il più affidabile.

Quando il computer era stato discusso per la prima volta con gli astronauti dell’Apollo nei primi anni ’60 dal MIT, gli astronauti pensavano che sarebbe rimasto spento per la maggior parte del tempo, e che lo avrebbero acceso quando ne avessero avuto bisogno. Alla fine, divenne una sentinella sempre attiva per gli astronauti, una specie di sistema di sicurezza.

Era così indispensabile che alcuni al MIT e alla NASA lo chiamavano “il quarto membro dell’equipaggio”.

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