کامپیوتر عتیقه، کلید سفر به ماه: ماموریت آپولو ۱۱ و موفقیت انسان در فضا

آیا می‌دانید یک کامپیوتر قدیمی، کلید موفقیت ماموریت آپولو ۱۱ بوده که طی آن یک فضانورد آمریکایی به‌نام آرمسترانگ روی کره ماه فرود آمده است.

احتمالاً قبلاً در مورد فرود بر سطح ماه طی مأموریت آپولو ۱۱ چیزی شنیده‌اید. شاید برایتان جالب باشد که بدانید برنامه آپولو ناسا از سال ۱۹۶۲ تا ۱۹۷۲ اجرا شد و شامل ۱۴ ماموریت کلی بود که ۶ ماموریت از آن‌ها مربوط به فرود بر سطح ماه بود.

مأموریت اول آپولو ۱ که در تاریخ ۲۷ ژانویه ۱۹۶۷ برگزار شد و در ابتدا به نام آپولو-ساتورن ۲۰۴ (AS-204) شناخته می‌شد، متأسفانه فاجعه‌بار به پایان رسید. ۳ فضانورد حاضر در آن، یعنی ویرجیل گریسوم، ادوارد وایت و راجر چافی در آتش‌سوزی درون سفینه جان خود را از دست دادند.

در همان سال، در تاریخ ۹ نوامبر ۱۹۶۷، ناسا به رفع مشکلات درون موشک پرداخت؛ با مأموریت بعدی، آپولو ۴ (هیچ ماموریتی به نام آپولو ۲ یا ۳ وجود نداشت)، اولین پرواز یک ماشین پرتاب بدون سرنشین ساتورن V را نشان داد. کمتر از دو سال بعد، در تاریخ ۲۰ ژوئیه ۱۹۶۹، ساتورن V با نیل آرمسترانگ، مایکل کالینز و ادوین “باز” الدرین به برداری فضایی از سفینه آپولو ۱۱ رسید و در نهایت بر سطح ماه فرود آمد.

با وجود فناوری محدود دهه ۶۰، در مدت زمان کوتاه این یک دستاورد بزرگ بود. این کار برای نخستین بار از ترکیبی از فناوری‌های جدید و تکنیک‌هایی که در طول صد‌ها سال یاد گرفته شده بود، بهره برد. این نوآوری‌های اولیه بعدها منجر به ایجاد فناوری‌های مدرن در دستگاه‌های الکترونیکی روزمره ما شد.

کلید موفقیت ماموریت آپولو ۱۱

کامپیوتر Apollo Guidance، الهام بخش فناوری‌هایی است که در اکثر هواپیما‌های مدرن امروزی نصب می‌شود. این کامپیوتر به جای تکیه بر عناصر مکانیکی مانند هیدرولیک و میل لنگ، با ۷۴ کیلوبایت رام و ۴ کیلوبایت رم، ابزاری نوآورانه بود که هدایت و مسیریابی کنترل شده فضاپیما را ممکن ساخت. این اختراع، با وجود ضعف بسیاری که دارد، نشان داد که کامپیوترها می‌توانند در هواپیماها و وسایل نقلیه دیگر نصب و استفاده شوند.

برای نشان دادن اینکه این ایده تا چه حد ابتکاری و پیشرفته بود، بی‌بی‌سی در دهه ۱۹۶۰، برنامه آپولو ۶۰% از تمام مدارهای یکپارچهٔ تولید شده در ایالات متحده گزارش تهیه کرد. همچنین، این برنامه ۴% از بودجهٔ فدرال را به خود اختصاص داد و گفت ده‌ها هزار شرکت و دانشگاه در تحقق و توسعهٔ آن مشارکت کردند. تأثیر برنامهٔ آپولو بر صنعت هوانوردی همچنان ادامه دارد. به گزارش The Points Guy، فناوری پرواز دیجیتال فلای-بای-وایر که سیستم‌های دستی را با کامپیوتر جایگزین می‌کند، در هواپیماهای امروزی استفاده می‌شود و باعث افزایش ایمنی و کارایی آن‌ها شده است.

جالب است که می‌توانیم ببینیم چگونه کامپیوترهای اولیه برنامه آپولو بر نرم‌افزارهای پیشرفته هوانوردی در هواپیماهایی مانند F-35 و گوشی‌های هوشمندی که هر روز از آن‌ها استفاده می‌کنیم، تأثیر گذاشته‌اند. برنامهٔ آپولو شاهکاری از نوآوری انسانی و قدرت همکاری است.

استفاده از فناوری نساجی ۳ دهه در لباس‌های فضایی آپولو

اگرچه لباس‌های فضایی سفید نمادین NASA که در هنگام فرود بر ماه در آپولو ۱۱ استفاده شد، در سراسر جهان شناخته شده‌اند، اما فناوری مورد استفاده در تولید آن‌ها تا به امروز همچنان بسیار قابل توجه است. با استفاده از مواد و پارچه‌های مختلف، از جمله لاستیک مصنوعی نئوپرن، نایلون، تفلون، اسپندکس لایکرا و نومکس، ۱۲ ماده مصنوعی برای ساخت یک لباس ۲۵ لایه استفاده شده است.

این فناوری جدید، با توانایی محافظت از فضانوردان در دمای ۲۳۰ درجه فارنهایت و منفی ۲۵۰ درجه فارنهایت، از فضانوردان در سفر اولشان به سطح ماه محافظت کرد. در مقابل بدلیل داشتن سیستم‌های پشتیبانی از زندگی بی‌سیم و بوت‌های ویژه برای راه رفتن در مناطق سنگی، به دلیل طراحی خاص خود، با Gemini و Mercury spacesuits که قبل از آن طراحی شده بودند، فرق داشتند.

هر لباس فضایی به صورت خاص برای فضانوردان طراحی شده بود و با استفاده از یک زیپ سه لایه که از دو لایه برنج و یک لایه لاستیک تشکیل شده بود، یک درز هوایی ایجاد می‌کرد. هنگامی که فشار داده می‌شد، لاستیک بزرگ شده و یک درز هوایی ایجاد می‌کرد. لباس فضایی Apollo 11 نیل آرمسترانگ با اشاره به درخشان‌ترین سیستم ستاره‌ای در آسمان زمین، به نام سیروس ناشوذاری شد.

ردیابی آپولو ۱۱ توسط General Dynamics S-Band Transponder

یکی از فناوری‌های ماموریت Apollo 11 شامل S-Band Transponder بود که توسط General Dynamics طراحی شده بود و نیل آرمسترانگ در آن اظهارات خود را انجام داد. این اظهارات شامل جمله‌ی مشهور “یک قدم کوچک برای انسان، یک قدم بزرگ برای بشریت” بود. در طول ماموریت فرود بر ماه، این ارتباطات علاوه بر انتقال ارتباطات، وظایف متعددی از جمله ردیابی ماژول فرمان یا محل اقامت فضانوردان را انجام دادند.

توسعه‌ و پیشرفت Transponder در سال ۱۹۶۲ آغاز شد و سیستم جدید فضاپیمای Apollo را ردیابی کرد و سیگنال‌های telemetry و داده‌های پروازی را بین ایستگاه‌های زمینی پراکنده در سراسر جهان و فضاپیمای Apollo 11 انتقال داد و دریافت کرد. هنگامی که به فاصله‌ی ۳۰ هزار مایلی از زمین رسید، تنها راه ارتباطی فضانوردان بود. علاوه بر انتقال ارتباطات، Transponder ارتباطات تصویری و صوتی، داده‌های ماموریت، فاصله و اطلاعات زیست‌پزشکی در مورد Armstrong، Collins و Aldrin را نیز فراهم می‌کرد.

امروزه، General Dynamics در حال توسعه‌ی Transponder برای ارتباط با کشتی‌هایی که در فضا دورتر هستند، از جمله ماموریت‌هایی به سوی مریخ و برای فضاپیمای Orion در حال توسعه‌ی NASA است.

موشک آپولو Saturn V از مجسمه آزادی بلندتر بود

موشک Saturn V با ارتفاع ۳۶۳ فوت حدود ۶۰ فوت بلندتر از مجسمهٔ آزادی بود و کل وزن آن ۶٫۲ میلیون پوند بود. از این رو این موشک بزرگ‌ترین موشکی بود که تا آن زمان در جهان وجود داشت. این موشک در ماموریت‌های مختلفی استفاده شد، از جمله ماموریت Apollo 4. سال ۱۹۷۳ آخرین ماموریتی که از Saturn V استفاده شد، با پرتاب ایستگاه فضایی Skylab به مدار زمین پایان یافت.

موشک Saturn V با پنج موتور و دو مرحله، با ۷٫۶ میلیون پوند نیروی پرتابی، می‌توانست باری با وزن حداکثر ۱۳۰ تن را به مدار زمین ببرد. قبل از Saturn V، موشک Saturn IB با هشت موتور، تنها قادر به تولید ۱٫۶۴ میلیون پوند نیروی پرتابی در لحظه پرتاب بود.

سیستم حمل و نقل سنگین امروزی که NASA آن را Space Launch System (SLS) خود می‌نامد، در نسخه Block 2 خود قادر به فراهم کردن ۹٫۵ میلیون پوند نیروی پرتابی خواهد بود که قرار است کشتی‌ها را به دورترین نقاط فضا پرتاب کند. NASA قصد دارد در سال ۲۰۲۴ به عنوان بخشی از برنامه Artemis، فضانوردان را به ماه بفرستد.

ماژول فرمان آپولو ۱۱ یا محل اقامت فضانوردان در ماموریت‌های آپولو، در اصل از طرح‌های ماموریت Apollo 9 به نام Gumdrop به دست آمده بود. برای ماموریت Apollo 11 ماژول فرمان به نام Columbia به عنوان محل اقامت سه نفره‌ی خدمه تولید شده بود و توسط North American Rockwell ساخته شده بود.

ماژول فرمان Apollo 11 به نام Columbia، حدود ۳٫۹ متر قطر و ۳٫۶۵ متر ارتفاع داشت. این ماژول یک ساندویچ عسلی آلومینیومی بود که بین برگ‌های آلیاژ آلومینیومی چسبیده بود. با استفاده از یک سپر حرارتی با عسلی استیل ضد زنگ جوش داده شده و پر شده با رزین اپوکسی فنولیک، تنها بخشی از کشتی Apollo 11 بود که وارد جو زمین شد. افراد می‌توانند بازدید سه بعدی از فضای بسیار کوچک آن را در وب‌سایت Smithsonian داشته باشند.

موشک فضایی Orion ناسا از ماژول خدمه Lockheed Martin استفاده می‌کند و قبل از اینکه به یک فضاپیمای دیگر متصل شود می‌تواند فضانوردان را تا ۲۱ روز پشت سر هم حمایت کند. با وجود پنجاه سال گذشته و پیشرفت‌های فناوری، ظاهر آن، حداقل در طراحی، شبیه به ماژول استفاده شده در ماموریت آپولو ۱۱ است.