Dick Battin berdiri di jalan masuk di New England yang sejuk sebelum fajar pada bulan Oktober 1957, menatap matanya ke arah Sputnik terbang di atas. Melihat titik lampu kecil itu secara senyap di langit membuat jantung Battin berdegup kencang. Sebatang logam buatan manusia sebenarnya mengorbit Bumi!
Berjalan kembali ke rumahnya, fikiran Battin berlari. Oh, bagaimana dia berharap tidak pernah meninggalkan Makmal Instrumentasi MIT setahun setengah yang lalu. Dia menyesalinya sejak hari dia memutuskan untuk beralih ke apa yang menurutnya adalah padang rumput yang lebih hijau. Tetapi sekarang, penyesalannya menjadi tekad yang kuat untuk entah bagaimana kembali ke Makmal lagi, kerana dia tahu - dia benar-benar yakin tanpa keraguan - bahawa Doc Draper akan mendapatkan tangannya dalam usaha penerokaan angkasa lepas ini. Dan Battin juga mahu.
Doc - Dr Charles Stark Draper - telah membuat makmal pengajaran pada awal tahun 1930-an untuk kelas aeronautiknya di Massachusetts Institute of Technology. Pada mulanya, Makmal membenarkan pelajar untuk mendapatkan pengalaman langsung dengan perkara seperti bahan bakar pendawaian dan alat pengukur ketinggian untuk kapal terbang, tetapi lama-kelamaan menjadi makmal penuh, mengembangkan alat yang diperlukan untuk navigasi pesawat. Semasa Perang Dunia II, Draper's Lab berkembang, dan mereka berpindah dari kampus ke kilang Whittemore Shoe Polish lama di tepi jalan kereta api di Cambridge's Massachusetts Avenue.
Makmal itu dikenali sebagai Laboratorium Pembangunan Instrumen Rahsia, menghasilkan kemajuan teknologi seperti sistem panduan awal dan peralatan giroskopik yang membawa kepada penembakan senjata api Mark 14 yang digunakan oleh persenjataan anti-pesawat Angkatan Laut. Kira-kira 85,000 senjata api dihasilkan di sebuah syarikat bernama Sperry Gyroscopes, membangun reputasi Draper di dalam tentera dan prestijnya di MIT, kerana royalti untuk senjata api itu menjadi sumber utama pendanaan universiti.
Tetapi kebanggaan, kegembiraan dan fokus utama Draper mencipta aplikasi praktikal untuk instrumen inersial khusus - giroskop dan akselerometer - untuk melakukan navigasi dalam kapal secara autonomi. Berdasarkan sistem bimbingan peluru berpandu, Draper menciptakan sistem baru yang dapat terus menerus menghitung melalui posisi mati, perhitungan, dan kecepatan pesawat. Ini akan menghapuskan keperluan untuk kaedah navigasi yang lebih sukar, seperti navigasi radio atau juruterbang yang melakukan penampakan bintang cakerawala untuk merancang 'memperbaiki' pada peta. Dengan beberapa kemajuan dan kemajuan, Draper merasakan sistemnya mungkin secara automatik dapat 'pilot'an pesawat.
Dalam uji coba teknologi bimbingan, navigasi, dan kawalan Draper (GN&C) pada tahun 1953, dia dan tujuh jurutera lain dari Laboratorium Instrumentasi MIT (nama baru pasca perang) terbang ke pantai dengan Peralatan Rujukan Inertial Angkasa (SPIRE) mereka sistem dipasang di bahagian belakang pengebom B-29. SPIRE mengarahkan penerbangan pesawat secara automatik, pelaksanaan pertama dari apa yang disebut navigasi inersia - sistem mandiri yang melacak kedudukan dan merancang jalan. Mereka mengambil dari Pangkalan Tentera Udara Hanscom di Massachusetts dan terbang ke Los Angles, dengan pilot manusia hanya untuk lepas landas dan mendarat - dan sekiranya sistem gagal. Papan Alsoon, wartawan Eric Sevareid dan kru filemnya mendokumentasikan perjalanan itu, bercakap dengan Draper di sepanjang jalan mengenai kemungkinan penggunaan sistem navigasi autonomi ini di masa depan, termasuk - mungkin satu hari - untuk kapal angkasa. Secara spektakuler, B-29 tiba tepat di destinasi yang betul, bahkan membuat pembetulan terakhir untuk angin sampingan. Sevareid menyimpulkan laporannya dengan mengatakan, "Mungkin boleh dikatakan ini adalah satu langkah kecil menuju usia perjalanan angkasa."
Sebab Draper terbang ke LosAngeles adalah untuk membentangkan kertas kerja mengenai sistem SPIRE pada sebuah persidangan. Semasa histalk, seseorang berdiri dan berkata, "Ini tidak masuk akal! Ia tidak akan berjaya. ”Draper menjawab dengan tenang. "Yah, saya baru saja terbang ke seluruh negeri menggunakannya."
Dengan versi SPIRE yang baru dan lebih baik, sistem panduan inersia mula digunakan pada kapal dan pesawat terbang, merevolusikan perjalanan udara dengan memberikan ketepatan tepat untuk penerbangan global. Sistem ini sangat penting untuk peluru berpandu balistik kapal selam era era Dingin dan peluru berpandu roket, kedua-duanya perlu dipandu secara indah ke sasaran mereka tanpa komunikasi radio kerana transmisi tersebut dapat memperlihatkan kehadiran mereka. Sistem GN&C berasaskan inersia Makmal merupakan pusat program peluru berpandu kapal selam UGM-27Polaris dan peluru berpandu yang dilancarkan oleh roket Atlas dan Titan.
Draper sendiri adalah juruterbang, petualang dan intelektual - dia memasuki kuliah pada usia 15 tahun, dan legenda mengatakan bahawa dia mendaftar di lebih banyak kursus di MIT daripada yang lain. Dan dia adalah manusia yang sangat menggembirakan. Semua orang yang mengenalnya memanggilnya "Dokumen", dan dia menjadi tokoh seperti ayah bagi banyak orang. Draper dapat langsung mengingat nama dan wajah beratus-ratus orang yang bekerja di Makmal selama bertahun-tahun, atau ribuan pelajar yang diajarnya, bahkan beberapa dekad setelah mereka lulus.
Mengarahkan Makmal, Draper membuat semua orang merasa penting, sama ada mereka adalah jurutera utama, setiausaha atau petugas kebersihan. Bob Seamans NASA adalah pelajar dan anak didik Draper, bekerja di Makmal selama lima belas tahun. Dia teringat Draper berkata, "Bekerja di sini Anda mungkin tidak mempunyai wang untuk bayi atau kuda, tetapi kami akan bersenang-senang!" Draper membina butang tekan di bawah mejanya yang mengaktifkan geganti ke jam besar di pejabat utama, menggerakkan tangan ke hadapan satu jam. Ini menandakan sudah tiba masanya untuk koktel, dan Marie Allen, setiausaha setia Draper akan melepaskan semangat yang tersimpan. Doc mempunyai kemampuan legenda lain, untuk meminum orang lain di bawah meja.
Seorang "mesin jari berminyak" yang digambarkan sendiri, Draper telah disebut sebagai mesin heterogen, kerana dia memahami semua sudut pekerjaan yang dilakukan oleh Makmal. Ia dapat dijumpai di lantai toko, tetapi memiliki kecerdasan untuk berurusan dengan ahli politik atau ketua tentera. Draper memahami matematik dan fizik yang kompleks, tetapi juga mempunyai gelar dalam bidang psikologi. Dia adalah seorang usahawan yang licik, tetapi cinta dan minatnya yang paling besar adalah pendidikan. Heran jabatan aeronautik MIT pada masa yang sama mengendalikan Makmal dan juga bertanggungjawab untuk program pendidikan untuk melatih pegawai tentera dalam teknologi bimbingan yang akan mereka laksanakan di lapangan. Proses pendidikan yang dibuatnya di MIT dan Laboratorium Instrumentasi memberikan arti sebenarnya kepada moto MIT, "Mens et Manus," Mind and Hand. Dia meneruskan kaedah kepemimpinannya yang cemerlang ke senarai panjang pemimpin masa depan.
Lihat lebih banyak gambar dari Makmal Instrumentasi MIT, yang sekarang dikenali sebagai Draper, di laman web "Hack The Moon" khas mereka untuk ulang tahun ke-50 Apollo.
Dan Draper mengelilingi dirinya dengan orang-orang cemerlang lain, dengan beberapa bekas pelajar terus bekerja di Makmal. Pada tahun 1950 David Hoag menjadi pengarah teknikal untuk pengembangan sistem pengawasan senjata dan panduan, sementara Milton Trageser adalah pengurus projek. J. Halcombe Laning bekerja di bahagian pengkomputeran, mencipta penyusun aljabar pertama pada tahun 1953 (dia menamakannya George), yang menyebabkan peningkatan dalam komputer Whirlwind yang terkenal di MIT, salah satu komputer tiub vakum berskala besar pertama, yang dikembangkan semasa Perang Dunia II. Battin menyertai pasukan pada tahun ’51, dan selalu merasa Laning adalah pendampingnya, dan juga teman baik.
Hari-hari awal Battin di makmal dihabiskan untuk mengerjakan sistem panduan terperingkat, tetapi, tentu saja, tidak ada buku teks mengenai perkara itu. Hampir semua yang mereka ketahui di Lab menjadi bahan buku teks masa depan, seperti sistem bimbingan Q mereka, dinamakan sebagai matriks asas yang mereka hasilkan, yang selamanya membentuk asas dari jenis sistem panduan pengiraan yang diperlukan untuk beroperasi.
Tetapi kemudian Battin membuat apa yang selalu dia anggap sebagai kesalahan terburuk dalam hidupnya, dengan berfikir bahawa dia perlu menjelajahi tempat kerjanya yang lain. Dia meninggalkan makmal untuk bergabung dengan syarikat perundingan, tetapi akhirnya tidak menyukai keseluruhannya dari awal: pekerjaan itu tidak menarik (dia melakukan kawalan inventori) dan memerlukan perjalanan yang kerap (dia tidak suka berada jauh dari keluarganya).
Dengan tetap berhubungan dengan HalLaning, Battin belajar - setelah Sputnik - beberapa perincian mengenai kapal angkasa berpotensi yang dikendalikan oleh Makmal, di mana Laning melakukan simulasi komputer dasar mengenai perjalanan pulang pergi ke planet Marikh. Bahawa maklumat enticingin adalah yang terakhir. Battin membuat keputusan terbaik dalam hidupnya, untuk mengembalikan Makmal Instrumentasi MIT.
Pada tahun 1957, dia secara rasmi bergabung dalam pekerjaan Laning pada kontrak Angkatan Udara untuk sistem panduan peluru berpandu balistik. Tetapi klausa kecil dalam kontrak menunjukkan bahawa Makmal dapat mencurahkan sedikit masa untuk penyelidikan dan pengembangan bebas lain yang berkaitan dengan panduan. Penyelidikan itu menjadi kapal angkasa kecil yang dikenali sebagai Mars Probe. Idea asal Laning adalah, kerana hampir semua orang memikirkan ruang pada masa itu, dia tidak akan diam dan menunggu diminta untuk mengembangkan sistem panduan ruang, dia hanya memutuskan - dengan restu Doc Draper - untuk melakukannya.
Milt Trageser mengetuai reka bentuk kapal angkasa, dan bersama Laning, Battin, Eldon Hall, Ralph Ragan dan beberapa yang lain, pasukan "ruang" baru ini membina model kayu ruang angkasa yang kecil, mengkaji tentang apa yang diperlukan untuk panduan dan navigasi, dan melakukan pengiraan awal lintasan ke Marikh. Lintasan paling berkesan untuk Planet Merah, mereka tahu, dapat dilakukan dengan tarikh pelancaran pada bulan Disember 1962 dan siasatan akan melintasi Marikh pada 15 Februari 1963. Kamera onboard akan mengambil satu gambar pendekatan paling dekat ke Marikh - mereka tidak Tidak mahu menjadikan perkara ini terlalu rumit dan mengacaukan satu peluang mereka - dan ia akan kembali ke Bumi dengan perjalanan selama tiga tahun, terperosok di Teluk Mexico untuk pemulihan tabung filem. Cabaran terbesar adalah mencari teknik panduan untuk perjalanan yang panjangnya dapat dihitung hanya di atas kapal angkasa. Perjalanan kenderaan sejauh itu tentu tidak dapat dikendalikan dari darat, paling tidak dengan teknologi radio yang ada pada waktu itu.
Mereka membincangkan idea mereka dengan ahli astronomi di Smithsonian Astrophysics Observatory di Cambridge, yang segera memberitahu kepada Battin dan Laning bahawa mereka gila. Ahli astronomi bertanya, "Bagaimana anda akan sampai ke Marikh? Anda bahkan tidak tahu di mana Mars berada. "
Dan mereka betul. Pada waktu itu dengan hanya pemerhatian darat, ketidakpastian lokasi mutlak Mars pada waktu tertentu adalah, tambah atau tolak, 20,000 batu. Tetapi apa yang tidak difahami oleh para ahli astronomi adalah Laning dan Battin tidak merancang untuk bergantung pada pengukuran berasaskan tanah. Sebaliknya, pengukuran akan dilakukan di kapal angkasa, dengan navigasi dihitung di sepanjang jalan. Battin membandingkan konsep untuk memandu dari Boston ke New York: "Saya tidak perlu mengetahui garis lintang dan garis bujur New York City untuk sampai ke sana," katanya. "Saya hanya boleh pergi ke sana, selagi saya dapat melihat ke mana saya pergi. Saya tidak memerlukan seseorang di Boston untuk memberitahu saya di mana saya berada dan seberapa pantas saya harus pergi dan ke mana saya harus menunjukkan. Saya hanya mencari New York dan mengusahakannya. "
Pasukan Mars Probe menyedari komputer onboard kecil untuk mengarahkan operasi kapal angkasa akan menjadi komponen paling kritikal yang dapat mereka rancang, dan untuk menguji idea mereka, mereka beralih kepada kekuatan komputer Whirlwind MIT. Komputer raksasa ini ditempatkan di sebuah bangunan yang sangat besar, dan sebelum menghidupkan Whirlwind, pasukan Makmal perlu terlebih dahulu memberi tahu tentang pembangkit tenaga elektrik Cambridge, kerana tekanan komputer yang melekat pada sistem elektrik bandar.
Pasukan ini memasukkan pengiraan mereka dengan teliti dengan menggunakan pita berlubang, seperti punch-card, dengan berhati-hati tidak melebihi 1.024 kata-kata memori Whirlwind. Ini adalah keadaan canggih pada akhir 1950-an, tetapi semua kekangan itu menjadikan idea meletakkan komputer kecil di dalam kapal angkasa kecil kelihatan agak tidak masuk akal. Selain itu, ia perlu beroperasi secara berterusan dan sempurna sepanjang perjalanan tiga tahun - tidak ada pembaikan dalam penerbangan atau pautan data - dan ia harus terus menerus menentukan di mana ia berada, dan kapan ia perlu untuk mengimbangi modifikasi arah yang dilakukan sedikit demi sedikit giroskop yang disebut roda momentum sudut.
Mereka mencari cara membuatnya semuanya berfungsi. Operasi autonomi keseluruhan dikendalikan di atas kapal oleh komputer digital tujuan umum kecil, yang dikonfigurasi oleh pereka, anggota Makmal Raymond Alonso. Ia tidak memerlukan banyak tenaga kecuali masa sekali-sekala untuk pengiraan kelajuan yang lebih tinggi. Ciri unik komputer ini ialah memori pra-kabel, baca sahaja, tidak dapat dihapus yang disebut inti tali, konfigurasi menggunakan wayar yang diikat dan keluar dari cincin magnet kecil. Cincin, atau inti, dengan dawai yang dililit melalui pusat menunjukkan satu; kosong kosong menunjukkan sifar. Corak wayar membentuk satu dan nol program komputer berwayar ahard.
Reka bentuk mereka luar biasa, dokumentasi mereka lengkap. Pada bulan Julai 1959, mereka mengumpulkan satu set keterangan, perincian, dan skema empat jilid mengenai kapal angkasa kecil, komputer kecil dan sistem GN&C. Namun, apa yang tidak diketahui oleh pasukan pada masa itu adalah di sebalik pekerjaan mereka yang luar biasa, Mars Probe yang mereka sayangi tidak akan terbang. Tetapi semua yang mereka reka, diuji dan dihitung untuk komputer kecil yang berpikiran jauh ini akan segera berubah menjadi komputer panduan untuk kapal angkasa Apollo.
Seterusnya: Bahagian 2: Bagaimana pasukan MIT mengembangkan Komputer Bimbingan Apollo
