Komputer z Apollo 11 vs. smartfon. Czy iPhone mógłby wynieść ludzi na Księżyc?

Apollo 11 to najsłynniejsza w historii misja kosmiczna, której efektem było postawienie przez człowieka nogi na Księżycu po raz pierwszy w historii. Lądowanie miało miejsce 20 lipca 1969 roku, kiedy to lądownik księżycowy wyniesiony w kosmos przez rakietę Saturn V zetknął się z powierzchnią Srebrnego Globu.

Przeprowadzenie tak ambitnej misji w czasach, gdy technologia była znacznie mniej rozwinięta niż obecnie było ogromnym osiągnięciem ludzkości. Za sukcesem Apollo 11 stały wieloletnie przygotowania realizowane przez około 400 tysięcy pracowników NASA, a także wielu naukowców i pracowników firm wspierających projekt. Jednymi z najważniejszych elementów na pokładzie modułów Apollo 11 były komputery pokładowe. Jak jednak były zbudowane? 

Każda z misji programu Apollo korzystała z dwóch identycznych komputerów pokładowych, które dla rozróżnienia nazwano Lunar Guidance Computer (LGC) z modułu księżycowego oraz Command Module Computer (CMC) z modułu dowodzenia. Oba były wielkości sporego pudełka po butach.

W porównaniu ze współczesnymi konstrukcjami komputery z programu Apollo były niezwykle archaicznymi konstrukcjami, o czym może świadczyć choćby to, że w czasach ich produkcji nie NASA nie wykorzystywało jeszcze pojęcia "bajt".

O ile oba komputery były identyczne, to pełniły trochę odmienne zadania. LGC zajmował się nawigacją i wydawaniem komend m.in. dla silników podczas lądowania oraz powrotu z powierzchni Księżyca zbierając przy tym istotne dane. CMC natomiast poza sterowaniem głównym silnikiem modułu dowodzenia odpowiadał także za jego odpowiednią orientację w przestrzeni z wykorzystaniem silników RCS, szacował prędkość modułu, a także zbierał dane konieczne do poprawnego zakończenia misji.

Komputery posiadały także nieznacznie odmienne wyposażenie dodatkowe. Jednostka z modułu dowodzenia posiadała dwa urządzenia DSKY, moduł księżycowy natomiast wyposażony był w jedno. DSKY były swoistym połączeniem niewielkiego monitora z prostą klawiaturą przypominająca układ znany z kalkulatorów. Służyło ono do wprowadzania do komputera komend oraz danych.

Komputery z Apollo 11 posiadały mikroprocesor o taktowaniu około 1 MHz co w dzisiejszych czasach wydaje się być wartością niezwykle małą. Dla porównania, jak się szacuje, procesor z iPhone’a 15 ma taktowanie 3,5 GHz, czyli 3,5 tys. razy większe. Typowy współczesny smartfon ma obecnie taktowanie procesora od 2 GHz wzwyż. Prawdą jest więc to, że codziennie w kieszeni nosimy sprzęt, który jest kilka tysięcy razy szybszy od komputera, który wyniósł ludzi na Księżyc. 

Jednak na procesorze nie kończy się możliwość porównania sprzętu z Apollo 11 ze współczesnymi smartfonami. Pojemność pamięci w dzisiejszych telefonach wynosi zwykle od 64 do 256 GB, a zdarzają się modele o jeszcze większej pamięci wbudowanej. Tutaj komputer z Apollo również "kosmicznie" odstaje. Pamięć ROM, w którą był wyposażony, została zbudowana poprzez ręczne połączenie cienkimi drucikami rdzeni ferrytowych. Jej pojemność wynosiła 74 kB, czyli nawet kilka milionów razy mniej niż typowy smartfon.

Podobnie skonstruowana była pamięć RAM komputerów LGC I CMC. Różniła się ona jednak dwukrotnie większą gęstością zapisu. W porównaniu do współczesnych pamięci RAM, dane zapisane w pamięci kasowalnej Apollo 11 nie znikały po wyłączeniu zasilania, nie było ich jednak zbyt wiele, bo jej pojemność wynosiła zaledwie 4 kB - ponad dwa miliony razy mniej niż smartfon z pamięcią 8 GB.

Dla dodatkowego porównania warto dodać, że taktowaniem identycznym jak komputer z Apollo dysponował wydany w 1977 roku komputer Apple II. Sprzęt ten posiadał jednak znacznie nowocześniejsze rozwiązania, chociażby w dziedzinie pamięci, która nie była już misternie ręcznie łączona przez elektroników.

Jeden z chińskich pracowników Apple pochwalił się w sieci zestawieniem prezentującym porównanie mikroprocesorów stosowanych obecnie w ładowarkach elektrycznych z gniazdem USB-C z komputerami programu Apollo.

Proste mikrokontrolery stosowane w ładowarkach do zarządzania procesem ładowania mają już niekiedy 10-razy większą moc obliczeniową niż komputery z Apollo, a ich pamięć RAM jest dwukrotnie większa. Przy tym urządzenia te są wręcz miniaturowe, a sama pamięć ROM komputera z Apollo zajmowała więcej miejsca niż mikrokontroler ze współczesnej ładowarki. Jak sądzi autor zestawienia - mikroprocesor używany w najbardziej zaawansowanej ładowarce mógłby bez problemu obsłużyć misję Apollo 11.

O ile porównania nawet współczesnych kosmicznych czipów z tymi obecnymi w elektronice użytkowej często wypadają blado, to nie jest to wcale winą przestarzałej technologii - powody są całkowicie odmienne. Przede wszystkim procesory obecne w statkach kosmicznych muszą być odporne na silne promieniowanie kosmiczne. Z tego powodu ich konstrukcja jest dodatkowo wzmacniana, a taktowanie spowalniane, aby zabezpieczyć jednostkę przed wszelkimi zakłóceniami.

Oprócz tego misje kosmiczne nie wymagają wcale aż tak oszałamiającej mocy obliczeniowej jak może się wydawać. Wiele współczesnych satelitów, czy nawet Międzynarodowa Stacja Kosmiczna z powodzeniem działają na sprzęcie, który większość osób określiłaby mianem "słabego". 

Najpewniej więc gdybyśmy zamiast komputera AGC, do Apollo 11 wsadzili iPhone’a, to nawet przy idealnie napisanym programie, smartfon uległby zniszczeniu, a astronauci musieliby manualnie przejąć kontrolę nad statkiem.