APOLLO 11: ar kalkulatoru uz Mēnesi

Mūsdienās cilvēka lidojumi kosmosā jau sen vairs NEŠĶIET kaut kas īpašs, tādēļ īsti pat nespējam novērtēt to zinātnisko varoņdarbu, ko savulaik paveica amerikāņu matemātiķi, lai īstenotu pirmo lidojumu uz Mēnesi. Ievērības cienīgs ir fakts, ka pirmās vijoles viņu vidū spēlēja sievietes.

Pirms 55 gadiem, 1969. gada 24. jūlijā, ASV kosmonauts Nīls Ārmstrongs ar leģendāro frāzi «Tas ir mazs solis cilvēkam, bet milzīgs lēciens cilvēcei» kļuva par pirmo cilvēku, kurš izkāpis uz Mēness. ASV Nacionālā kosmosa aģentūra (NASA) mērķi bija sasniegusi tikai 25 gadus pēc tam, kad cilvēki uzbūvēja pirmās nosacīti efektīvās ballistiskās raķetes, izmantojot datoru jaudas, kas tālu atpaliek no vienkārša mūsdienu zinātniskā kalkulatora, kur nu vēl no modernajiem viedtālruņiem.

Hamiltones radītais dators

20. jūlijā, Mēness modulim Eagle tuvojoties Zemes pavadoņa virsmai, Apollo 11 borta dators pēkšņi sāka sūtīt vienu brīdinājumu pēc otra, kas lika Hjūstonas vadības centram pārdomāt, vai misiju vajadzētu turpināt. Drīz vien vadības centram kļuva skaidrs, ka problēma ir nevis programmā, bet gan paša kuģa «dzelžos», bet Apollo 11 borta dators to mēģina atrisināt, kā nu prot. Un beigu beigās galīgo lēmumu atstāja datora ziņā. Tikai vēlāk atklāsies, ka kļūda bija astronautu uzdevumu sarakstā - tas prasīja kuģa satikšanās radaru iestatīt nepareizā pozīcijā. Savam laikam ultramoderno datoru bija izstrādājusi matemātiķe (mūsdienās viņu sauktu par programmētāju) Margarēta Hamiltone un viņas komanda - tā bija sistēma, kas ne tikai spēja izpildīt datoram uzdotos uzdevumus, bet arī saprast, kuri uzdevumi konkrētā brīdī ir prioritāte.

Margarēta Hamiltone ar milzu mapēm, kurās apkopota informācija, kas tika ievadīta Apollo datoros.

Pirmā Mēness misija bija sarežģīts uzdevums ne tikai inženieriem, fiziķiem un astronomiem, bet arī matemātiķiem. Lai būtu iespējams aprēķināt trajektoriju, kas ļautu ASV kosmonautiem atgriezties mājās dzīviem, nesadegot atmosfērā un arī nepalidojot garām Zemei, bija nepieciešama pavisam jauna pieeja. Lai sasniegtu vēlamo rezultātu, vajadzēja precīzi aprēķināt gan Zemes, gan Mēness moduļa atrašanās vietu.
Šie aprēķini bija jāveic ar skaitļošanas sistēmām, kas mūsdienās liktos vairāk nekā smieklīgas. Divu Apollo 11 30 kilogramus smago borta datoru atmiņa bija nieka 72 kilobaiti - tātad miljons reižu mazāk nekā parastam mūsdienu viedtālrunim ar 64 gigabaitu atmiņas karti. Bet lidojumu vadības centra sava laika «superdatoru» informācijas avots bija papīra strēmeles ar caurumiņiem, ko sistēmā vajadzēja ievadīt manuāli.
Lūk, kādēļ tobrīd tikai 32 gadus vecās Hamiltones darbs bija tik nozīmīgs. Misijas vajadzībām nepieciešamos kodus un protokolus komanda rakstīja ar rokām, vēlāk pārveidojot papīra lapās ar caurumiņiem. Datora rezultāti bija jāpārbauda īpaši atlasītiem speciālistiem, kuri meklēja kļūdas.

Mazās vecās dāmas

Viena no viņiem bija 1918. gadā Rietumvirdžīnijā dzimusī Katrīna Džonsone. Talantīgā matemātiķe sāka strādāt NASA 1953. gadā un bija viena no sievietēm, kas sadarbojās ar NASA Vadības un kontroles nodaļas inženieriem. Nodaļas uzdevums bija risināt sarežģītus aprēķinus, kas nepieciešami trajektoriju, pacelšanās laiku, ārkārtas atgriešanās maršrutu un tikšanās laiku saskaņošanai. Džonsones matemātiķes talants bija tik spilgts, ka kolēģi viņu iesauca par «cilvēku-datoru». Būtiska viņas panākumu atslēga bija specifiskās zināšanas analītiskajā ģeometrijā, kas bija nepieciešamas, aprēķinot trīsdimensionālu objektu pārvietošanos kosmosa telpā.

Matemātiķe Katrīna Džonsone.

Galvenais, kas izcēla sievietes talantu, bija Džonsones vēlme saprast problēmu ne tikai no matemātiskās, bet arī praktiskās puses, ar laiku izcīnot tiesības piedalīties plānošanas apspriedēs. Ja Hamiltones ieguldījums jo ievērojamāks šķiet viņas jaunības dēļ, tad Džonsone kļuva par celmlauzi ne tikai zinātnes jomā, bet arī savas tumsnējās ādas krāsas dēļ - atcerēsimies, ka tolaik vēl ASV rasu segregācija bija ierasta parādība un tika uzskatīts, ka zinātne ir tikai baltajiem domāta joma.
Pēc tam, kad kods bija sakārtots, to sūtīja uz Raytheon rūpnīcu, kurā strādājošās sievietes - liela daļa no viņām Otrā pasaules kara laikā bija darbojušās tekstila industrijā - sagatavoja datora «smadzenes» - vara vads, kas izvilkts cauri magnētam, binārajā kodā nozīmēja «1», bet ārpus tā - «0». Tā veidojās specifiskā veidā savītas virves, kuru vijējas pazina ar burtiem LOL - Little old ladies jeb «mazās vecās dāmas», savukārt Hamiltones iesauka bija «virvju māte». Tagad var tikai pabrīnīties, taču šī vienkāršā, bet vienlaikus arī diezgan efektīvā sistēma turpināja darboties arī nākamajās Apollo misijās.

Projektu finansē Mediju atbalsta fonds no Latvijas valsts budžeta līdzekļiem.
Par saturu atbild Žurnālu izdevniecība Lilita