.jpg/1280px-AS11-36-5392_(21689906112).jpg)
Система аварийного управления Apollo ( AGS , также известная как Секция аварийного управления ) была резервной компьютерной системой, обеспечивающей возможность аварийного управления в случае отказа основной системы управления лунного модуля ( PGNCS Apollo ) во время спуска, подъема или встречи. Как система аварийного управления, она не поддерживала управление для посадки на Луну. [1]
AGS был разработан компанией TRW независимо от разработки бортового компьютера Apollo и PGNCS .
Это была первая навигационная система, которая использовала бесплатформенный инерциальный измерительный блок, а не карданный гиростабилизированный IMU (который использовался PGNCS ). [2] Хотя он и не был таким точным, как карданный IMU, он обеспечивал удовлетворительную точность с помощью оптического телескопа и радара сближения . Он также был легче и меньше по размеру.
Система управления отменой включала в себя следующие компоненты: [3]
Использовался компьютер MARCO 4418 (MARCO означает Man Rated Computer), размеры которого составляли 5 на 8 на 23,75 дюйма (12,7 на 20,3 на 60,33 см); он весил 32,7 фунта (14,83 кг) и потреблял 90 Вт энергии. Поскольку память имела последовательный доступ, она была медленнее, чем AGC, хотя некоторые операции на AEA выполнялись так же быстро или быстрее, чем на AGC.
Компьютер имел следующие характеристики:
В AEA имеются следующие регистры: [4]
Другие регистры включают в себя:
Формат инструкции AEA состоял из пятибитного кода инструкции , индексного бита и 12-битного адреса.
Компьютер имел 27 инструкций:
ADD: Содержимое ячейки памяти добавляется в Аккумулятор A. Содержимое ячейки памяти остается неизменным.
ADZ (Сложить и обнулить) : содержимое памяти добавляется к аккумулятору A. Содержимое памяти обнуляется.
SUB (Вычитание) : содержимое памяти вычитается из аккумулятора A. Содержимое памяти остается неизменным.
SUZ (Вычитание и обнуление) : содержимое памяти вычитается из аккумулятора A. Содержимое памяти обнуляется.
MPY (Умножение) : содержимое аккумулятора A умножается на содержимое памяти. Наиболее значимая часть произведения помещается в аккумулятор A, наименее значимая часть помещается в регистр Q.
MPR (Умножение и округление) : аналогично MPYинструкции, наиболее значимая часть произведения в аккумуляторе A округляется путем добавления единицы к содержимому аккумулятора A, если бит 1 регистра Q равен единице.
MPZ (Умножение и ноль) : идентично MPRинструкции, содержимое памяти обнуляется.
DVP (Деление) : содержимое аккумулятора A и регистра Q, образующее делимое, делится на содержимое памяти. Частное помещается в аккумулятор A и округляется, если округление не приведет к переполнению.
COM (Дополнительный аккумулятор) : содержимое аккумулятора A заменяется его дополнением до двух. Если содержимое аккумулятора A положительное, равно нулю или минус единице, содержимое остается неизменным.
CLA (Очистить и добавить) : Аккумулятор A загружается из памяти. Содержимое памяти остается неизменным.
CLZ (Очистить, Добавить и Обнулить) : Аналогично CLAинструкции; содержимое памяти обнуляется.
LDQ (Загрузить регистр Q) : регистр Q загружается содержимым памяти. Содержимое памяти остается неизменным.
STO (Сохранить аккумулятор) : Содержимое аккумулятора A сохраняется в памяти. Содержимое аккумулятора A остается неизменным.
STQ (Сохранить регистр Q) : Содержимое регистра Q сохраняется в памяти. Содержимое регистра Q остается неизменным.
ALS N (Арифметический сдвиг влево) : содержимое аккумулятора A сдвигается влево на N позиций.
LLS N (Длинный сдвиг влево) : содержимое аккумулятора A и биты 1 - 17 регистра Q сдвигаются влево на один регистр N позиций. Знак регистра Q приводится в соответствие со знаком аккумулятора A.
LRS N (Длинный сдвиг вправо) : аналогично LLS, но содержимое сдвигается вправо на N позиций.
TRA (Передача) : Следующая инструкция берется из памяти.
TSQ (Передача и установка Q) : содержимое регистра Q заменяется адресным полем, установленным на единицу больше, чем местоположение инструкции TSQ. Следующая инструкция берется из памяти.
TMI (Передача на минусовой аккумулятор) : следующая инструкция берется из памяти, если содержимое аккумулятора A отрицательное. В противном случае берется следующая инструкция по порядку.
TOV (Передача при переполнении) : если установлен индикатор переполнения, следующая инструкция берется из памяти.
AXT N (Адрес к индексу) : индексный регистр устанавливается на N.
TIX (Проверка индекса и передача) : если индексный регистр положительный, он уменьшается на единицу, и следующая инструкция берется из памяти.
DLY (Задержка) : выполнение останавливается до получения сигнала синхронизации. Следующая инструкция берется из памяти.
INP (Вход) : Содержимое входного регистра, указанного по адресу, помещается в аккумулятор A. Входной регистр либо устанавливается в ноль, либо остается неизменным (в зависимости от выбранного регистра).
OUT (Выход) : Содержимое аккумулятора A помещается в выходной регистр, указанный по адресу.
Первые идеи дизайна Abort Guidance System не включали использование компьютера, а скорее секвенсор без каких-либо навигационных возможностей. Этого было бы достаточно, чтобы вывести лунный модуль на лунную орбиту, где экипаж ждал бы спасения с помощью Apollo CSM . Более поздний дизайн включал цифровой компьютер для обеспечения некоторой автономии. [2]
Программное обеспечение AGS было написано на языке ассемблера LEMAP, который использует 27 описанных выше инструкций и набор псевдоопераций, используемых ассемблером.
Основной цикл вычислений длился 2 секунды. Этот 2-секундный цикл был разделен на 100 сегментов; каждый из этих сегментов имел длительность 20 мс . Эти сегменты использовались для вычислений, которые необходимо было пересчитывать каждые 20 мс (например, обработка сигнала IMU, обновление данных нисходящего канала PGNCS, обновление направляющих косинусов и т. д.).
Также имелся набор вычислений, которые необходимо было выполнять каждые 40 мс (команды двигателям, выборка внешних сигналов , управление ориентацией и т. д.).
Другие вычисления выполнялись каждые 2 секунды, и эти уравнения были разделены на меньшие группы, чтобы их можно было пересчитать в течение оставшегося (т.е. неиспользованного) времени сегментов по 20 мс (например, обработка радиолокационных данных, расчет орбитальных параметров, расчет последовательности сближения, калибровка датчиков IMU и т.д.) [5]
Программное обеспечение для AGS было пересмотрено много раз, чтобы найти ошибки в программе и уменьшить размер программного обеспечения. Существуют некоторые известные версии программного обеспечения, которые использовались для беспилотных и пилотируемых испытаний. [6]
Пользовательский интерфейсный блок AGS назывался DEDA ( Data Entry and Display Assembly ). Его функцией был ввод и считывание данных с AGS. Часть функциональности системы была встроена в DEDA в отличие от DSKY, используемого AGC.
DEDA состояла из следующих элементов:
Существует мало фактических описаний использования AGS, поскольку прерывание посадки никогда не требовалось во время миссий Apollo. Однако было четыре случая, в которых AGS использовался.
Его первое применение было для испытания посадочной ступени лунного модуля в орбитальном полете вокруг Земли во время миссии Аполлон-9 . [7] Он был снова использован в миссии Аполлон-10 после отделения посадочной ступени лунного модуля перед включением APS. Неправильная настройка переключателя [8], оставив AGS в автоматическом режиме, а не в режиме удержания ориентации , привела к быстрому и выраженному отклонению ориентации за несколько мгновений до выхода на ступень. [9] Ситуацию быстро взяли под контроль.
Следующее использование AGS произошло во время фазы восхождения на Луну миссии «Аполлон-11» , когда экипаж LM выполнил серию маневров сближения, которые привели к блокировке карданного подвеса ; впоследствии AGS использовался для получения контроля ориентации. [3]
AGS сыграла важную роль в безопасном возвращении Apollo 13 после того, как взрыв кислородного бака парализовал служебный модуль и вынудил астронавтов использовать лунный модуль в качестве «спасательной шлюпки». Поставки электроэнергии и воды на LM были ограничены, а первичная система управления и навигации использовала слишком много воды для охлаждения. В результате, после того как основной двигатель LM сгорел через два часа после его наибольшего сближения с Луной, чтобы сократить путь домой, AGS использовался для большей части возвращения, включая две коррекции в середине курса. [10] стр. III-17,32,35,40