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El Sistema de Guía de Aborto del Apolo ( AGS , también conocido como Sección de Guía de Aborto ) era un sistema informático de respaldo que proporcionaba una capacidad de aborto en caso de falla del sistema de guía principal del Módulo Lunar ( PGNCS del Apolo ) durante el descenso, el ascenso o el encuentro. Como sistema de aborto, no admitía la guía para un aterrizaje lunar. [1]
El AGS fue diseñado por TRW independientemente del desarrollo del Apollo Guidance Computer y el PGNCS .
Fue el primer sistema de navegación que utilizó una unidad de medición inercial con correa en lugar de una IMU giroestabilizada con cardán (como la utilizada por PGNCS ). [2] Aunque no era tan precisa como la IMU con cardán, proporcionaba una precisión satisfactoria con la ayuda del telescopio óptico y el radar de encuentro . También era más ligera y de menor tamaño.
El sistema de guía de aborto incluía los siguientes componentes: [3]
El ordenador utilizado era el MARCO 4418 (MARCO significa Man Rated Computer) cuyas dimensiones eran 5 x 8 x 23,75 pulgadas (12,7 x 20,3 x 60,33 centímetros); pesaba 32,7 libras (14,83 kg) y requería 90 vatios de potencia. Como la memoria tenía acceso serial era más lenta que el AGC, aunque algunas operaciones en AEA se realizaban tan rápido o más que en AGC.
La computadora tenía las siguientes características:
La AEA cuenta con los siguientes registros: [4]
Otros registros incluyen:
El formato de instrucción AEA constaba de un código de instrucción de cinco bits , un bit de índice y una dirección de 12 bits.
La computadora tenía 27 instrucciones:
ADD:El contenido de la ubicación de memoria se agrega al acumulador A. El contenido de la ubicación de memoria permanece sin cambios.
ADZ (Sumar y poner a cero) : El contenido de la memoria se agrega al acumulador A. El contenido de la memoria se establece en cero.
SUB (Restar) : El contenido de la memoria se resta del acumulador A. El contenido de la memoria permanece sin cambios.
SUZ (Restar y poner a cero) : El contenido de la memoria se resta del acumulador A. El contenido de la memoria se pone a cero.
MPY (Multiplicar) : El contenido del acumulador A se multiplica por el contenido de la memoria. La parte más significativa del producto se coloca en el acumulador A y la parte menos significativa en el registro Q.
MPR (Multiplicar y redondear) : Idéntico a MPYla instrucción, la parte más significativa del producto en el acumulador A se redondea sumando uno al contenido del acumulador A si el bit 1 del registro Q es igual a uno.
MPZ (Multiplicar y poner a cero) : Idéntico a MPRla instrucción, el contenido de la memoria se establece en cero.
DVP (Dividir) : El contenido del acumulador A y el registro Q que forman un dividendo se divide por el contenido de la memoria. El cociente se coloca en el acumulador A y se redondea a menos que el redondeo provoque un desbordamiento.
COM (Acumulador complementario) : el contenido del acumulador A se reemplaza por su complemento a dos. Si el contenido del acumulador A es positivo, cero o menos uno, el contenido permanece inalterado.
CLA (Borrar y agregar) : el acumulador A se carga desde la memoria. El contenido de la memoria permanece inalterado.
CLZ (Borrar, Agregar y Poner a cero) : similar a CLAla instrucción; el contenido de la memoria se establece en cero.
LDQ (Cargar registro Q) : el registro Q se carga con el contenido de la memoria. El contenido de la memoria permanece inalterado.
STO (Almacenar acumulador) : el contenido del acumulador A se almacena en la memoria. El contenido del acumulador A permanece inalterado.
STQ (Guardar registro Q) : el contenido del registro Q se almacena en la memoria. El contenido del registro Q permanece inalterado.
ALS N (Desplazamiento aritmético a la izquierda) : el contenido del acumulador A se desplaza N lugares a la izquierda.
LLS N (Desplazamiento largo a la izquierda) : el contenido del acumulador A y los bits 1 a 17 del registro Q se desplazan a la izquierda un registro N lugares. El signo del registro Q se hace coincidir con el signo del acumulador A.
LRS N (Desplazamiento largo a la derecha) : similar a LLS, pero el contenido se desplaza N lugares a la derecha.
TRA (Transferencia) : La siguiente instrucción se toma de la memoria.
TSQ (Transferencia y ajuste Q) : el contenido del registro Q se reemplaza con un campo de dirección establecido en un valor mayor que la ubicación de la TSQinstrucción. La siguiente instrucción se toma de la memoria.
TMI (Transferencia al acumulador negativo) : la siguiente instrucción se toma de la memoria si el contenido del acumulador A es negativo. De lo contrario, se toma la siguiente instrucción en secuencia.
TOV (Transferencia en caso de desbordamiento) : si el indicador de desbordamiento está configurado, la siguiente instrucción se toma de la memoria.
AXT N (Dirección al índice) : El registro de índice se establece en N.
TIX (Índice de prueba y transferencia) : si el registro de índice es positivo, se decrementa en uno y la siguiente instrucción se toma de la memoria.
DLY (Retardo) : la ejecución se detiene hasta que se recibe una señal de temporización. La siguiente instrucción se toma de la memoria.
INP (Entrada) : El contenido del registro de entrada especificado por la dirección se coloca en el acumulador A. El registro de entrada se establece en cero o permanece sin cambios (dependiendo del registro seleccionado).
OUT (Salida) : El contenido del acumulador A se coloca en el registro de salida especificado por la dirección.
Las primeras ideas de diseño del Sistema de Guía de Aborto no incluían el uso de la computadora, sino más bien un secuenciador sin capacidad de navegación. Esto sería suficiente para poner el Módulo Lunar en órbita lunar, donde la tripulación esperaría el rescate del CSM Apolo . El diseño posterior incluyó una computadora digital para proporcionar cierta autonomía. [2]
El software AGS fue escrito en lenguaje ensamblador LEMAP que utiliza 27 instrucciones descritas anteriormente y un conjunto de pseudooperaciones utilizadas por el ensamblador.
El ciclo de cálculo principal tenía una duración de 2 segundos. Este ciclo de 2 segundos se dividía en 100 segmentos; cada uno de estos segmentos tenía una duración de 20 ms . Estos segmentos se utilizaban para cálculos que debían recalcularse cada 20 ms (como el procesamiento de señales de la IMU, la actualización de datos de enlace descendente de PGNCS, la actualización de cosenos de dirección , etc.).
También había un conjunto de cálculos que debían realizarse cada 40 ms (comandos del motor, muestreo de señales externas , control de actitud , etc.).
Se realizaron otros cálculos cada 2 segundos y estas ecuaciones se dividieron en grupos más pequeños para que pudieran recalcularse durante el tiempo restante (es decir, no utilizado) de segmentos de 20 ms (por ejemplo, procesamiento de datos de radar, cálculo de parámetros orbitales, cálculo de secuencia de encuentro, calibración de sensores IMU, etc.) [5]
El software de AGS se revisó muchas veces para encontrar errores de programa y reducir el tamaño del software. Existen algunas versiones conocidas del software que se utilizaron para pruebas con y sin tripulación. [6]
La unidad de interfaz de usuario del AGS se denominó DEDA ( conjunto de entrada y visualización de datos ). Su función era la entrada y la lectura de datos del AGS. Algunas de las funciones del sistema estaban integradas en DEDA, a diferencia del DSKY utilizado por AGC.
DEDA tenía los siguientes elementos:
Existen pocas descripciones reales del uso del AGS, ya que nunca fue necesario abortar el aterrizaje durante las misiones Apolo. Sin embargo, hubo cuatro casos en los que se utilizó el AGS.
Su primer uso fue para probar la etapa de descenso del módulo lunar en un vuelo orbital terrestre durante la misión Apolo 9. [7] Se volvió a utilizar en la misión Apolo 10 , tras la separación de la etapa de descenso del módulo lunar antes de la puesta en marcha del APS. Un ajuste incorrecto del interruptor [8], que dejó el AGS en modo automático en lugar de modo de mantenimiento de actitud, provocó una desviación rápida y pronunciada de la actitud momentos antes de la puesta en marcha. [9] La situación se controló rápidamente.
El siguiente uso del AGS fue durante la fase de ascenso lunar de la misión Apolo 11 , cuando la tripulación del LM realizó una secuencia de maniobras de encuentro que dieron como resultado un bloqueo del cardán ; el AGS se utilizó posteriormente para adquirir el control de actitud. [3]
El AGS desempeñó un papel importante en el regreso seguro del Apolo 13 después de que una explosión del tanque de oxígeno dejara inutilizado el módulo de servicio y obligara a los astronautas a utilizar el módulo lunar como "bote salvavidas". Los suministros de energía eléctrica y agua en el módulo lunar eran limitados y el sistema de guía y navegación primario utilizaba demasiada agua para enfriarse. Como resultado, después de que un importante motor de descenso del módulo lunar se quemara dos horas después de su aproximación más cercana a la Luna para acortar el viaje de regreso, el AGS se utilizó durante la mayor parte del regreso, incluidas dos correcciones a mitad de curso. [10] pp. III-17,32,35,40