Abort Guidance System
(von links nach rechts):
- Abort Sensor Assembly (ASA)
- Data Entry and Display Assembly (DEDA)
- Abort Electronic Assembly (AEA)
Das Abort Guidance System (AGS) war das rechnergestützte Reserveleitsystem der Apollo-Mondlandefähren. Es sollte bei einem Ausfall des Primary Guidance, Navigation and Control System (PGNCS) der Mondlandefähre eingesetzt werden, und zwar in diesem Fall in folgenden Situationen:
- während des Abstiegs zum Mond
- während des Aufstiegs vom Mond und
- beim Rendezvous mit dem Kommandomodul (CM).
Im Gegensatz zum PGNCS war es nicht zur Landung auf dem Mond gedacht.
Das AGS war komplett verschieden vom PGNCS mit seinem Apollo Guidance Computer (AGC) und wurde unabhängig von diesem bei TRW entwickelt.
Komponenten
Das Abort Guidance System umfasste:
- die Abort Electronic Assembly (AEA) – der Computer
- die Abort Sensor Assembly (ASA) – eine einfache Strapdown-Inertialmesseinheit (Inertial Measurement Unit (IMU))
- die Data Entry and Display Assembly (DEDA) – die Benutzerschnittstelle.
Abort Electronic Assembly
Erste Entwurfsideen für das Abort Guidance System sahen nicht den Einsatz eines Computers vor, vielmehr sollte hier ein Sequenzer ohne jegliche Navigationsfähigkeit eingesetzt werden. Dies hätte ausgereicht, um im Bedarfsfall die Mondlandefähre in eine Mondumlaufbahn zu bringen, wo deren Besatzung auf das Kommandomodul hätte warten müssen. Erst spätere Entwürfe sahen den Einsatz eines digitalen Computers vor, um der Mondlandefähre hier mehr Selbstständigkeit zu geben.
Hardware
Der bei der AEA eingesetzte Computer hieß MARCO 4118 (für Man rated Computer). Dieser hatte eine Größe von 60,3 cm × 20,3 cm × 12,7 cm, wog 14,83 kg und hatte eine Leistungsaufnahme von 90 W. Da beim AEA seriell auf den Speicher zugegriffen wurde, war dies langsamer als beim AGC, trotzdem wurden hier einige Operationen schneller ausgeführt als auf dem AGC.
Der AEA hatte eine Speicherkapazität von 4096 Datenworten. Dabei waren
- die unteren 2048 Datenworte der Schreib-Lese-Speicher (RAM) und
- die oberen 2048 Datenworte der Festwertspeicher (ROM).
Beide waren gleich aufgebaut, so dass das Verhältnis zwischen ihnen variabel war.
Beim AEA handelte es sich um eine 18-Bit-Maschine (17 Bit Daten und 1 Vorzeichenbit (Zweierkomplement)). Die Daten wurden als Festkommazahlen dargestellt, die Speicheradressen waren 13 Bit lang, und es wurde die indizierte Adressierung benutzt.
Software
Die AGS-Software war in der LEMAP-Assemblersprache geschrieben.
Ein Berechnungszyklus hatte eine Länge von 2 Sekunden und wurde in 100 Segmente von je 20 ms geteilt. Diese Segmente wurden zur Berechnung von Operationen benutzt, die alle 20 ms berechnet werden mussten (z. B. die Verarbeitung der IMU-Daten).
Eine Reihe anderer Berechnungen wurden alle 40 ms durchgeführt (z. B. die Triebwerksteuerung oder die Kontrolle der Fluglage).
Wieder andere Berechnungen wurden alle 2 Sekunden durchgeführt (z. B. die Verarbeitung der Radardaten, die Berechnung der Umlaufbahnparameter, die Berechnung bzgl. des Rendezvous mit dem Kommandomodul oder die Kalibrierung der IMU-Sensoren). Diese konnten allerdings auch – in kleinere Gruppen zusammengefasst – in nicht genutzten 20-ms-Segmenten berechnet werden.
Die Software des AGS wurde mehrmals überarbeitet, um Programmfehler zu finden und die Größe der Programme zu reduzieren.
Befehlsumfang
Der Befehlsumfang des AEA umfasste 27 Befehle. Das Befehlsformat bestand aus:
- einem 5-Bit-Befehlscode (ermöglicht theoretisch 25 = 32 Befehle)
- 1 Indexbit
- 12 Bit zur Adressierung.
Abort Sensor Assembly
Das AGS war das erste inertiale Navigationssystem, bei dem statt einer kardanisch aufgehängten Kreiselplattform (wie beim PGNCS) eine Strapdown-Kreiselplattform zum Einsatz kam. Diese war nicht so genau wie eine kardanisch aufgehängte IMU; mit Unterstützung des optischen Teleskops und des Rendezvous-Radars war das System aber genau genug. Dafür war das ASA kleiner und leichter als die Inertialmesseinheit des PGNCS.
Data Entry and Display Assembly
Die Benutzerschnittstelle des AGS wurde Data Entry and Display Assembly (DEDA) genannt. Sie diente zur Ein- und Ausgabe der Daten des AGS. Manche Systemfunktionen waren hier anders realisiert als beim DSKY des AGC.
Die DEDA hatte folgende Elemente:
- 10 numerische Tasten (0–9)
- Plus- und Minus-Taste
- mehrere Funktionstasten
- eine Anzeige.
Nutzung
Bei keiner Mission des Apollo-Programms kam es zu einem Abbruch der Landung der Mondlandefähre auf dem Mond. Dennoch wurde das AGS zweimal zur Steuerung der Fluglage genutzt:
- Das erste Mal bei Apollo 10, als aufgrund einer falschen Schalterstellung die Fluglage der Mondlandefähre nicht stabil war.
- Das zweite Mal bei Apollo 11, als es bei der Durchführung der Manöver zum Rendezvous mit dem Kommandomodul durch die Besatzung der Mondlandefähre zu einem Gimbal Lock beim PGNCS kam.
Weblinks
- Computers in Spaceflight: The NASA Experience – von James Tomayko (Chapter 2, Part 8, The Abort Guidance System)