50 năm chinh phục Mặt Trăng qua 50 con số: Máy tính khổng lồ bay trong vũ trụ

Getty Images Bản quyền hình ảnh Getty Images

Apollo đã thúc đẩy công nghệ vũ trụ và máy tính phát triển đến đỉnh cao, nhưng công nghệ thời cực kỳ tân tiến thời đó nay xem ra có vẻ quá đơn giản.

74: Là bộ nhớ trong (ROM) của máy tính hướng dẫn tàu Apollo, đơn vị tính là kilobyte

Công nghệ máy tính là một trong những thành tựu vĩ đại và lâu dài nhất của chương trình vũ trụ Apollo, từ việc đưa một máy vi tính siêu nhỏ hoạt động ổn định vào tàu đáp mặt trăng, đến máy chủ cực mạnh của IBM, cùng với đèn nhấp nháy và những thanh băng từ.

Chinh phục Mặt Trăng: Những người hy sinh vì Apollo

Saturn V: Tên lửa đưa con người lên Mặt Trăng

Chinh phục Mặt Trăng: Những hình ảnh đẹp nhất Apollo 11 chụp được

Để định hướng cho tàu vũ trụ Apollo bay một phần tư triệu dặm đến Mặt Trăng và sau đó đáp xuống bề mặt tại địa điểm chính xác, các phi hành gia đã sử dụng Máy tính Dẫn đường Apollo (AGC).

Được đặt trong chiếc hộp có kích cỡ chừng một vali nhỏ, với màn hình rời và bảng nhập dữ liệu gắn vừa với bảng điều khiển tàu vũ trụ, đó là một tác phẩm thu nhỏ kiệt xuất.

Máy tính AGC do Học viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển, có hàng ngàn mạch điện tích hợp, hay còn gọi là chip silicon. Đơn đặt hàng của Nasa với công nghệ mới này đã dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của Thung lũng Silicon và tạo động lực cho sự phát triển máy tính ngày nay.

Mặc dù bộ nhớ trong 74 KB và bộ nhớ ngoài RAM 4KB của máy tính AGC thời nay nghe có vẻ rất yếu, nhưng so với máy tính bàn hồi thập niên 1980 như Sinclair ZX Spectrum hay Commodore 64 thì đây là chiếc máy tính rất ấn tượng.

Được thiết kế cho chuyến bay vào vũ trụ đầy khắc nghiệt, phần mềm của máy tính đã được đưa vào phần cứng qua các cuộn dây, và cực kỳ quan trọng, đó là chiếc máy tính này được thiết kế để nó không thể hỏng hóc.

Trong khi đó, ở mặt đất, tại Trung tâm Tàu vũ trụ Có người lái ở Houston, Nasa mua năm chiếc máy tính IBM 360 đời mới nhất để phân tích từng khía cạnh của tốc độ tàu vũ trụ, quỹ đạo và sức khỏe theo thời gian thực.

Hệ thống này bao gồm một máy tính dự phòng trong trường hợp một trong số các máy tính hỏng vào thời khắc quan trọng.

Dù có sức mạnh máy tính cực mạnh yểm hộ cho dự án Apollo, một số công nghệ vẫn có vẻ như giống với những nhà thám hiểm thời Thế kỷ 19.

Vào thời trước khi máy tính bỏ túi ra đời, các phi hành gia vẫn làm tính toán đơn giản bằng cách sử dụng thước loga và kiến thức định hướng trong cứu nạn, là quan sát các vì sao và dùng kính lục phân.

1202: Là số hiệu âm thanh báo động của máy tính

Chỉ năm phút sau khi Neil Armstrong khởi động động cơ đáp xuống của tàu hạ cánh thì âm thanh đầu tiên từ một số lệnh báo động 1202 và 1201 vang lên trong tai nghe của ông.

"Báo động chương trình… đó là báo động số 1202," Armstrong báo cáo.

Bản quyền hình ảnh Getty Images
Image caption Các phi hành gia trên tàu Apollo 11 đã đến Mặt Trăng với một máy tính có bộ nhớ tương đương một chiếc máy tính Commodore 64 ở thập niên 1980

Cả ông lẫn người phụ trách kết nối liên lạc (Capcom) là Charlie Duke đều không biết còi báo động này có nghĩa là gì. Giọng nói của họ căng thẳng tới mức người ta e rằng sẽ dẫn đến chuyện chuyến đáp xuống Mặt Trăng lần đầu tiên sẽ bị hủy.

Vận tốc, khoảng cách khi chinh phục Mặt Trăng

Chuyện sức khoẻ, thuốc men, chữa trị trong hành trình đến Mặt Trăng

Chinh phục Mặt Trăng và sự ra đời của lò vi sóng

Dùng băng dính sửa tàu vũ trụ

Nhưng ở Houston, bộ phận điều khiển bay đã gặp cảnh báo tương tự vài ngày trước trong một giả lập thử nghiệm.

"Chúng ta đang ở rất thấp, gần với bề mặt Mặt Trăng và máy tính phải hoạt động quá nhiều," giám đốc điều hành chuyến bay Apollo Gerry Griffin nói. "Báo động đó có nghĩa là: "Này mấy cậu, tôi làm việc hơi quá tải rồi đấy."

Bình tĩnh theo dõi dữ liệu trên bảng điều khiển, sĩ quan hướng dẫn Steve Bales ra lệnh tiếp tục tiến hành hạ cánh.

"Tôi về sau phát hiện ra là thực sự họ cố tình đặt những cảnh báo trên làm chỉ dấu xác định các mục tiêu cần ưu tiên. Vì vậy, nếu thực sự dần trở nên quá tải, máy tính sẽ đẩy những tác vụ không thiết yếu sang một bên," Griffin nói. "Cảnh báo có nghĩa là, 'Này, tôi quá bận và tôi mới đẩy một số thứ ra', vì vậy họ tiếp tục tiến hành việc hạ cánh."

"Đội ngũ trên mặt đất không chỉ làm ở trung tâm điều khiển bay, chúng tôi có người từ học viện MIT trên đường dây đang cùng nghe đối thoại. Chúng tôi không thể thực hiện việc đó chỉ với khoảng 20 người và ba phi hành gia - chúng tôi đã được giúp đỡ rất nhiều, đó là nỗ lực của tập thể lớn."

9: Là số lượng máy nghe băng cassette được bay vào vũ trụ

Máy tính Dẫn đường Apollo không phải là điều kỳ diệu được thu nhỏ duy nhất trên tàu vũ trụ Apollo. Phi hành đoàn cũng đem theo những phiên bản đầu tiên của máy ghi âm cassette cầm tay Sony Walkman.

Ban đầu, các phi hành gia định dùng chúng để ghi âm quan sát cá nhân, họ cũng có thể mang theo băng nghe nhạc cá nhân.

Bản quyền hình ảnh Getty Images
Image caption Nhạc của ca sĩ nhạc đồng quê Glenn Campbell đã được phi hành gia Charlie Duke phát trong không gian

Trong khi những người trẻ ở trung tâm điều khiển bay thích nghe những bản nhạc mới nhất từ nhóm Beatles, thì hầu hết các phi hành gia - vốn lớn hơn họ gần chục tuổi - có vẻ thích những bản nhạc đồng quê dễ nghe hơn. Chẳng hạn như chỉ huy tàu Apollo 17 Gene Cernan chọn nghe nhạc của Frank Sinatra và Glenn Campbell.

Rusty Schweickart trên tàu Apollo 9 là người đầu tiên mang theo băng cassette. Đồng đội của ông chọn một album nhạc đồng quê điển hình, nhưng ông thì chọn những bản nhạc cổ điển thường nghe ở nhà.

"Mỗi tối Chủ Nhật, sau khi cho các con đi ngủ, tôi sẽ ngồi ở phòng khách với chiếc đèn bàn, chỉ vừa đủ tạo ra một vòng ánh sáng quanh tôi và sàn nhà, và tôi sẽ bật nhạc trên dàn loa, vừa nghe vừa đọc một loạt các bài viết và trích dẫn tôi mang theo bên mình," Schweickart trả lời phỏng vấn BBC Thế giới vụ trong chương trình 10,9,8,7.

Nhưng đến khi vào quỹ đạo, phi hành gia này không thể tìm được cuộn băng cassette của ông.

"Thật kỳ diệu, vào ngày thứ 9 hay 10 của hành trình, Dave Scott tìm thấy cuộn băng đó: "Ồ Rusty đây có phải là thứ anh đang tìm không?" Schweickart nói. "Tôi tức giận giơ ngón tay giữa lên với cậu ấy, bỏ cuộn băng vào máy Walkman và nói tôi sẽ nghe nhạc trong khi các cậu tự mà coi liệu chuyến bay, kệ cha các cậu."

"Thật không thể tin được, âm nhạc trào lên mạnh mẽ đến mức đẩy tôi khỏi chiếc tàu vũ trụ và đưa tôi vào quỹ đạo vòng quanh Trái Đất, đưa tôi trở về những buổi tối riêng tư tĩnh lặng ở nhà tại Houston. Cảm giác quá mạnh mẽ đến mức tôi phải tắt nhạc đi, đó là cảm xúc cực kỳ mạnh mẽ."

36: Là trọng lượng của vệ tinh mà tàu Apollo phóng đi, tính bằng kilograms

Nếu có hai tàu vũ trụ trong quỹ đạo bay vòng quanh Mặt Trăng - một khoang điều khiển và một tàu hạ cánh - là vẫn chưa đủ, thì với tàu Apollo 15, Nasa dự định bổ sung thêm một tàu nữa.

Apollo 15 là sứ mệnh J-class đầu tiên của Nasa, cũng là lần đầu tiên xe địa hình được đưa lên Mặt Trăng, nó có một khoang điều khiển với khoang thiết bị bên cạnh. Khoang này chứa đầy những thử nghiệm để tiến hành công tác nghiên cứu Mặt Trăng từ quỹ đạo Mặt Trăng.

Bản quyền hình ảnh Getty Images
Image caption Máy tính của tên lửa Saturn V có lẽ là máy tính lớn nhất từng được phóng vào quỹ đạo

Một trong những thử nghiệm cuối cùng được triển khai là một tàu vũ trụ khác - đó là một vệ tinh hình lục giác nặng 36kg. Vệ tinh này được thiết kế để bay quanh quỹ đạo Mặt Trăng trong một năm nữa, và gửi dữ liệu về trọng lực, các phân tử tích điện và đo đạc về từ trường ảnh hưởng đến Trái Đất.

Ngay trước khi quay trở lại Trái Đất, trong lần bay thứ 74 quanh quỹ đạo Mặt Trăng, phi hành đoàn tàu Apollo 15 chuẩn bị phóng tàu vũ trụ này.

Chuẩn bị cho hành động này, theo truyền thống của Nasa, Dave Scott sẽ đếm ngược trước khi đẩy cần gạt đưa vệ tinh bay khỏi khoang thiết bị.

"Tally ho!!!!" Scott reo lên, khi vệ tinh bay ra khỏi khoang dịch vụ.

"Thật là một vệ tinh rất xinh xắn ngoài đó."

Vệ tinh gửi dữ liệu về cho Trái Đất được khoảng sáu tháng thì bị hỏng. Nó được thay thế bằng một chiếc vệ tinh gần như giống hệt, do phi hành đoàn tàu Apollo 16 phóng đi vào tháng 4/1972.

Không may là, vì nó được phóng vào quỹ đạo thấp, nên vệ tinh đó chỉ tồn tại được sáu tuần trước rơi xuống bề mặt Mặt Trăng.

22: Là đường kính của máy tính dùng cho tên lửa Saturn V, tính bằng feet

Nếu Máy tính Dẫn đường Apollo gây ấn tượng mạnh về độ thu nhỏ của nó, thì máy tính điều khiển tên lửa Mặt Trăng Saturn V phải được xếp hạng là máy tính lớn nhất từng được phóng đi.

Có kích thước vừa khít phần vòng tròn trên đỉnh của tầng thứ ba bên trên của tên lửa, máy tính vận hành tên lửa Saturn V to khổng lồ.

Cũng như các máy tính kỹ thuật số và analogue, thiết bị này chứa tất cả thiết bị điện điều khiển và theo dõi tên lửa đưa con người đến Mặt Trăng.

Bản quyền hình ảnh NASA
Image caption Phi hành đoàn tàu Apollo 15 phóng một vệ tinh bay vào quỹ đạo, hoạt động được sáu tháng

Máy tính này do nhóm chế tạo tên lửa của Wernher von Braun ở Huntsville, Alabama thiết kế và sau đó được hãng IBM sản xuất. Việc này tương tự như khi ta đưa một máy chủ bay vào không gian và sau đó vứt bỏ nó.

Mặc dù được lắp ráp bằng công nghệ chip silicon hoạt động ổn định mới nhất, nhưng hệ thống hướng dẫn bằng con quay của máy tính này - được thiết kế để đảm bảo tên lửa luôn có quỹ đạo ổn định - lại dựa trên công nghệ mà von Braun phát triển cho tên lửa V2 của ông trong Thế chiến Thứ Hai.

Khi tàu Apollo 12 bị sét đánh lúc phóng, gây tình trạng mất điện ở khoang điều khiển, nhân viên điều khiển bay tin rằng thiết kế vòng tròn của máy tính trong tên lửa đã giúp nó không bị chập điện.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.

Chủ đề liên quan

Tin liên quan