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话题:

以当今的科技发展角度,如何评价1969年阿波罗计划使人类登上月球?

【Mandelbrot的回答(1482票)】:

我来说阿波罗计划中的一个小细节,也许可以帮助你了解以当时的技术要把人送上月球的难度。

(下面的内容主要来自youtu.be/f2ZCVnk-oRU

我们常常把软件设计叫做“编程序”,其实,阿波罗计划的导航软件真的是“编织”出来的。

导航软件的重要性是毫无疑问的。尤其是当飞船运行到月球背面时,无法和地球直接通信,飞船的导航全靠软件指挥。所以,这样的软件容不得一个错误。除了对软件本身正确性的要求之外,软件存储介质也是至关重要的。要是存储介质在太空中受到损害,后果也是不堪设想的。

在当时,比较流行的存储介质是打孔纸带,就是在纸带上不同位置用有没有打孔表示0和1。但是,载人航天工程显然不能把性命攸关的安全性寄托在弱不禁风的纸带上面。至于磁带,它依赖于过于巨大的设备,而且在太空环境下可靠性也得不到保障。于是,最后的选择是磁环和电缆。

存储器实际上是一个有很多磁环构成的阵列,电缆从阵列中穿过,以二进制机器码(0和1)的方式保存软件信息。下图就是阿波罗导航系统中用于测试的存储器。你可以清楚地看到红色的磁环和绿色的导线。

图片来自图片来自Core rope memory

磁环的作用是改变导线上电压的状态。如果导线穿过磁环,导线上的电压就会发生改变。系统检测到这种改变后,就把这条导线上的数据解释为1。

图片来自图片来自youtu.be/f2ZCVnk-oRU

如果导线没有穿过磁环,那么导线上的电压不发生改变,系统就把这条线上的数据解释为0。

图片来自图片来自youtu.be/f2ZCVnk-oRU

可以想象,软件写入存储器的过程实际上和织布差不多。所以,项目组雇佣了很多有经验的纺织女工,采用一种类似纺车的设备,再加上一种特别的毛衣针,一位一位地把整个软件织进了下图中这个存储器。

图片来自图片来自Core rope memory

整个软件系统的大小大约是60万位。对于软件的大小来说,这个数字在今天已经是微不足道了。但是,把这样大小的数据用手工输入,而且不能有错,还是很不容易的。所以,整个软件输入的过程都经历了严格的测试。幸运的是,当时已经有自动软件测试的概念了。

最终,这个编织出来的程序成功地把宇航员带到了月球,并且安全的带回了家。

【刘博洋的回答(222票)】:

听过一句话形容美国人登月叫“开着洗衣机横渡了大西洋”,感受一下。

【王维贲的回答(129票)】:

阿波罗计划几乎是不可复制的。完全是美国黑科技。因为很难想象,一个连像样的电脑都没有的时代,竟然可以完成登月这样的壮举。 阿波罗计划的每一艘飞船,在登月的途中,都出了或大或小的问题。宇航员几乎是一边飞一边修的到达了月球。没有死人简直是奇迹。(1号那次不算)

ps.奥尔德林用圆珠笔接通了一条线路,不然他们回不来。

【赵星的回答(91票)】:

第一次登月时全球人民很惊喜,这是一个几十万人参与,几万家企业参与,全球瞩目的壮举。

咱们第一次上天也惊喜。

登啊登,第十七次任务时,美国的电视台在播娱乐新闻,没人看这个了,最终结束了这耗资巨大边际效应递减的工程。

咱们载人上天也是越来越没人看。

做为80年代初生人,我生命的前二十年里,从来没听说过阿波罗计划为假的阴谋论,我的同龄人中二时讨论的比较多的是“为什么不再登了”,难道是碰到了外星人?

以现在的科技看,那飞船自动化程度跟现在没得比,宇航员真的在驾驶飞船。月球上也没外星人。

结果,近十年出现了什么阿波罗为假的阴谋论,大家觉得21世纪的科技中国还不搞载人登月,当年能上不科学。主观臆断,毫无逻辑。

其实只要有一点点科学素养和逻辑能力,就能分辨是非,

科学素养咱不谈,从逻辑角度来讲,一个慌要无数慌来圆,慌越多漏洞越多,系统越大参与人数越多,慌越难圆。

两个人都不是一条心,更别说几十万人,且项目的无数细节都在,人还活着,没被藏着。

撒谎只要问细节,问得越细越难圆,编不出的,

你说你没早恋,那昨晚去哪了,

去同学家做作业?

哪个同学,

几点到几点,

遇到了什么困难,

聊了什么,

同学穿什么袜子...

跟同学一对词,跟对方家长一对词,跟他们邻居一对词...

只要你细,没有慌是能撒过去的,更何况多人合作,长周期跨度,资料无数,用料无数,连工作计划都无数的大项目...

那个时代的美国国力科技与其它国家比,比现在大,技术虽然跟现在没法比,但也能用各种方法绕过技术壁垒努着凑活着整出来,我不会说我90年代Dos下编过Autoexec.bat定时发作的病毒,用的都是dos内部命令,想办法绕开没有的功能,找替代办法凑活用呗。

这世界大事从来没有阴谋,只有阳谋,阴谍终会败露,事得其反...

阳谍是不说慌,当然,可以说可以不说,引势利导让你就犯,没有后遗症,能长久。

再举几个美帝黑科技:

GPS 1964年投入使用

旅行者一号 77年发射,现在还在用

水手4号 64年探测火星

F22 79年计划 86年原型机试飞

哈勃 90年发射

计算机 46年

互联网 起始于69年 进入中国95年

波音747 70年

载人空间站 73年

核弹45年

41年参战到45年,生产了29万架飞机,10万辆坦克,147艘航母

91年海湾战争,作为越战后第一次实战,使用全新一代的武器,美军阵亡148人

反正美国疯起来很可怕,想想弄过美国本土的下场可见一般。

【OKcomputer的回答(41票)】:

難道你們不知道IBM為這次行動付出了多少?!

IBM 在阿波罗任务中承担了很多工作,为多个地面工作站提供了计算机,包括卡纳维拉尔角、佛罗里达和德克萨斯州休斯顿任务控制中心。然而,也许最突出的贡献是将人类带到月球的著名 Saturn V 火箭的装置或导向系统。

Saturn 装置 (IU) 由 NASA 设计,并由阿拉巴马州亨茨维尔的 IBM 空间系统中心研制并编程,是发射设备的计算机神经中枢—控制着 Saturn 火箭,直到阿波罗号安全地飞向月球。它决定着何时对 Saturn 的三个火箭点火,何时丢弃,以及丢弃到何处。在 IU 的设备组合中包括用于探测海拔、加速度、速度和位置的设备,以及确定所需的路线和控制发动机信号以指导 Saturn 进入该路线的计算机。

IBM 装置

“Saturn 火箭的大脑”

Saturn V Instrument Guide 高三英尺、直径 22英尺、重大约 4000磅(1800公斤),是由 IBM 研制的导向系统,用于帮助指导阿波罗 11号的宇航员。它上面的组件由 IBM 和其它 60家公司制造。

制造 Saturn V 装置

图中是 IBM 位于阿拉巴马州亨茨维尔东部高地海湾正在制造的 Saturn V 装置。IBM 是装置的开发与建造的主承包商—这个装置是阿波罗 11号顺利飞行的关键部分。它包含发射装置的导航、导向、控制和排序设备,并且将在 Saturn V 和阿波罗宇宙飞船之间的第三阶段的火箭上安装。

测试 Saturn V 装置

在本图中,IBM 员工对装置进行系统测试。除了导向系统外,装置还提供了指挥和排序功能、遥测以及环境控制。

确定阶段

IBM 的装置被安装在 NASA 肯尼迪航天中心装配建筑物内的第三阶段的火箭上。阿波罗宇宙飞船随后直接安装到装置上。

IBM 装置的示意图

本图显示了装置的主要组件及其配置。装

置使 Saturn V 发射器在自己的路线中正确地运行,将第一批人送到月球上。Saturn IB 和 Saturn V 中使用的装置基本相同。

生产顺序

装置包含三个 120度的部分,每个部分由薄壁铝合金面板组成,面板上面焊接了一个铝质的蜂巢状核心。装置的导向和控制系统通过确定发射器位置和速度而进行导航,通过计算实现预期轨道所需的调节量而对发射器进行导向,并且通过执行调节而控制适当的硬件,从而控制飞行器。

承包商对 Saturn V 的贡献

本图显示 Saturn 发送器的主要承包商及各自的贡献。IBM 的装置位于第三阶段的火箭顶部,在发射器和阿波罗指挥、维护和登月模块之间。

Saturn V 装置说明书

制造装置的总体职责被分配给了 IBM 的联邦系统部。该部门负责装置的结构和装配,以及装置与发射器的集成和检查。装置包含了 Saturn V 的导向、追踪、以及环境和性能数据通信所需的电气设备。

IBM 的其它成就

位于休斯顿 NASA 的 IBM 实时计算机综合系统

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位于德克萨斯州休斯顿的实时计算机综合系统 (RTCC) 是 NASA 载人飞船中心—现在叫 Lyndon B. Johnson 航天中心—的 IBM 计算与数据处理系统,负责收集、处理并发送任务控制信息,以指导阿波罗任务的各个阶段。RTCC 运行速度极快,在接收和解决计算问题之间几乎没有延误。最初,IBM 7094-11 计算机用在 RTCC 中。后来,RTCC 使用了 IBM System/360 Model 75J 大型机、外围存储器和处理设备。

导向计算机

1965年,导向计算机第一次随宇航员进入太空,用于提供飞行信息,使指挥飞行员 Virgil E. Grissom 能够操纵他的飞船。美国载人登月计划中的关键步骤——Gemini III 任务绕轨道三周的成功证明了在 IBM 航天导向中心制造的 59磅(27公斤)航天飞机计算机的可靠性。

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Saturn 数字计算机

Saturn 计算机和数据适配器由位于纽约 Owego 的 IBM 电子系统中心设计和制造,是发射器导向系统的一部分。IBM 电子计算机每秒发布25次信号,帮助 Saturn 在发射过程中处于正确的路线,而且主要负责发射前的检查、推进器的导向以及 Saturn V 月球轨道的射入。

阿波罗飞船有大量的信息需要传送,因此,其计算机必须以电子速记形式报告这些信息。然而,即使在速记过程中,它也需要一个能够每分钟传输一部销售的能力的电路,将信息传输到 NASA 位于德克萨斯州休斯顿的载人飞船中心—现在叫约翰逊航天中心。功能强大的 IBM 计算机负责接收这么多的数据,该计算机的唯一任务是将速记信息转换为阿波罗飞行控制员能够理解的信息。IBM System/360 计算机接收、转换、评估并传输这些信息以供显示。这是 NASA 在阿波罗 11号任务中使用的五台 System/360 机器之一。这台在 240,000英里远的休斯顿处理第一次登月数据的 System/360 计算机也计算宇航员 Neil Armstrong 和 Edwin “Buzz” Aldrin 需要的推出数据,供 Michael Collins 驾驶的指挥舱返回地球。

IBM 早在 NASA 成立之前就参与了美国的航天计划。事实上,IBM 为 NASA 的前身——美国国家航空顾问委员会开发了计算机。IBM 从一开始就参与到了阿波罗计划中。在1969年 7月阿波罗 11号任务之后的三十年内,IBM 持续地在人类探索太空的行动中扮演重要角色—帮助推动科学、通信和商业的发展。

IBM 卡片编程电子计算器

IBM 卡片编程电子计算器(CPC)于 1949年 5月推出,作为一种通用的多用途计算机,它是美国空间计划使用的第一台数字式计算机。它执行在 80列打孔卡上编码的预定的数学运算序列,以每分钟 2174次的速度进行数字加法运算。CPC 在开发美国陆军 Redstone 导弹(搭载第一颗美国卫星进入轨道)中起到了关键作用。1961年,Redstone 火箭也将第一批美国宇航员和水星太空舱进入亚轨道。

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Skylab

Skylab 是 IBM 支持的第四个人类太空计划。作为科学和工程实验室,Skylab 接受了三个由三人组成的训练团队,分别完成了历时 28天、59天和 84天的任务。他们执行了紫外线天文试验,并且对太阳进行了详细的 X光研究。IBM 提供了装置导向系统和机载计算机,并追踪和控制在戈达德航天中心和约翰逊航天中心地面的计算机。Skylab 的发射是载人登陆月球的火箭- Saturn V 的最后一次发射。

IBM 和航天飞机

1981年 4月 12日,携带五台 IBM 计算机的哥伦比亚号航天飞机的发射标志着人类第一台可重复使用的航天器,并且标志着美国航天飞机计划的开端。该计划除哥伦比亚号之外,接下来还有挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号。这些航天飞机多次搭载宇航员进入轨道发射并修理卫星、开展研究和建立国际空间站。IBM 为机载和地面的监控与控制提供编程和数据处理设备,并提供发射支持。

进入太空的 IBM ThinkPad 笔记本电脑

1993年 12月 2日,IBM ThinkPad 笔记本电脑第一次跟随奋进号航天飞机修理哈勃太空望远镜。宇航员使用 ThinkPad 750 计算机观看装载到计算机硬盘中的显微镜彩色图像和框架示意图。在 21世纪中,IBM ThinkPad 笔记本电脑至少进行了 31次太空飞行,并参与了多次俄罗斯 Proton 或 Soyuz/Progress 发射。

平方公里阵列 (SKA)

SKA 由全球 19个国家合作建造,是有史以来最大、最敏感的无线电望远镜。SKA 通过回答关于宇宙起源和演进的问题,以及其它神秘的时间和空间问题,将改变人类对于宇宙的理解。它由数千个分布于面积相当于一个大陆的区域内的接收器组成—这些接收器的总接收面积大约为一平方公里。IBM 负责为建造 SKA 所需的复杂的能力进行绘图和建模。

【刘泽坤的回答(17票)】:

两个字

后怕

【XiYang的回答(32票)】:

技术上没有那么恐怖。

  • 土星五的性能还是很赞的。

  • 那会的计算机甚至已经有板级处理器、指令集的概念了。曾经在网上看到过一个复刻阿波罗任务计算机的教程,使用了现代的门电路拼的,但功能和原机一样。

主要原因还是砸钱,要用力砸。

【yyywww的回答(37票)】:

反对 @吕威明

现在谁敢拿验证这么不充分的系统载人

这完全是在写段子

怎么叫不充分,光说发动机,F1发动机试验光煤油就烧了2万多吨。。。。

土星1/1B作为土星5的实验平台,多次飞行,将第三级和飞船本身发射到太空,完成系统合练

而土星5,正式飞行前照样是反复实验,怎么说不充分?你见过哪个不充分的系统,能在雷击后继续完成任务的?何况阿波罗等月,土星5直接有2次被雷电击中。。。。

土星5是那个时代最靠谱的航天器,连雷击都挺过来。。。

还是把不充分送给俄国人吧,N1 4发4炸,这个是相当之不充分,更不说联盟1把航天员直接摔死,P16导弹连苏联元帅在内100多都炸死了

1)17次发射一次彻底失败(阿波罗1号)

阿波罗1号根本没发射好不?训练中起火灾。。。。

17次发射一次重大事故(阿波罗13号),确实谈不上多充分?这才叫不要face,找找同时代其他火箭的成功率,土星5乃是业界良心

2)N1爆炸是思路问题

是实验做的不够,带着问题就敢上天

3)雷击以后还能正常用的

不准确,雷击以后经过重启计算机系统能继续飞, 我大IBM不是吃白饭的!

【吕威明的回答(8票)】:

现在谁敢拿验证这么不充分的系统载人…真的就要被搞死了…

原文地址:知乎

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