Предок HAL 9000: компьютер первого космического корабля

Автор: Евгений Лебеденко, Mobi

Опубликовано 11 апреля 2011 года

Сегодня практически каждый из нас осознаёт, что управление сложными системами невозможно без использования компьютеров. Специализированные вычислительные системы, управляющие самыми разнообразными технологическими процессами, можно встретить повсеместно: на атомных электростанциях, химических заводах, в автомобилестроении и даже в управлении умными жилищами.

И, конечно же, без таких компьютеров не обойтись в космонавтике. Помните компьютер HAL 9000, придуманный Артуром Кларком для своей тетралогии "Космическая Одиссея"? Разработанный в 1992 году доктором Чандрой эвристический алгоритм HAL 9000 контролировал абсолютно все системы корабля "Дискавери Один". Что и привело к катастрофе. Процесс отключения HAL 9000 пилотом Боуменом и перевод управления кораблём на ручной режим и лёг в основу драматического сюжета первой книги "Космической Одиссеи".

Фантастика фантастикой, но как обстояли дела с компьютеризацией на заре космонавтики? Какие управляющие системы летали вместе с Космонавтом номер один? Как они были устроены?

Полёт первого человека в космос, состоявшийся пятьдесят лет назад на космическом аппарате "Восток-1", только условно можно назвать пилотируемым. Несмотря на многочисленные тестовые запуски со стальными болванками и манекенами вместо космонавта и даже со знаменитыми Белкой и Стрелкой, организаторы полёта были совершенно не уверены в том, что человек сможет справиться с выполнением космической миссии в ручном режиме.

Вот почему одновитковый полёт "Востока-1" от старта и до приземления был полностью автоматизирован. И этим автоматическим полётом управляла... Бортовая ЭВМ? Вовсе нет! В ту пору цифровые ЭВМ только пробивали себе дорогу в область систем управления. Полёт корабля "Восток-1" контролировался программно-временным устройством (ПВУ) - специализированным электронным блоком, генерировавшим сигналы управления для всех подсистем корабля в строго заданные промежутки времени. Каждый из этапов управления (взлёт, движение по орбите, посадка) описывался циклограммой - специальной программой для ПВУ. На борту "Востока-1" использовалось ПВУ "Гранит-5В", разработанное в РКК "Энергия" для управления широким спектром ракетной техники, как мирного, так и военного назначения. Циклограммы управления закладывались в "Гранит-5В" ещё на Земле, но могли корректироваться по дублированному командно-управляющему радиоканалу. Для сохранения циклограмм в ПВУ предусматривалось устройство хранения информации - прообраз нынешних постоянных запоминающих устройств. Упрощённо ПВУ представлял собой довольно сложный таймер, запускающий разные подсистемы корабля в строго определённые периоды времени.

Схема автоматики корабля "Восток-1". В центре - ПВУ "Гранит-5В", внизу - временные метки циклограммы спуска корабля с орбиты

И что же? Жизнь космонавта полностью зависела от транзисторных ПВУ? Вовсе нет. "Восток-1" был оборудован развитой системой отображения информации о функционировании корабля "СИС-1-3КА", состоявшей из трёх частей.

Первая - приборная доска, показывающая работу ПВУ, основные показатели топливной системы и системы жизнеобеспечения, а также ориентацию корабля на орбите, отображавшуюся на специальном глобусе (прообразе нынешних GPS-систем).

Вторая - кистевая ручка управления ориентацией корабля в пространстве, разработанная специально для эксплуатации в неудобной перчатке скафандра.

Третья - пульт управления, позволяющий космонавту регулировать температуру, освещение, управлять радиосвязью, газоанализатором и магнитофоном.

Компоненты системы отображения информации и сигнализации "СИС-1-3КА" корабля "Восток-1"

Вот только воспользоваться ручным управлением космонавт просто так не мог. В автоматическом режиме "Восток-1" ориентировался в пространстве по Солнцу и, дублированно, по инфракрасному излучению Земли. Это были многократно проверенные и отлаженные системы, и отключать их, передавая управление космонавту, предполагалось только в чрезвычайных ситуациях.

Для перевода ориентации корабля на орбите в ручной режим на пульте управления "СИС-1-3КА" был сделан закрытый плексигласом отсек, открыть который можно было только с помощью кодового замка.

Да и то не просто так. Перед стартом корабля в специальный отсек кодового замка вставлялся картридж, обеспечивающий возможность его разблокировки.

Цифровой код помещался в опечатанный конверт, вскрывать который космонавту разрешалось только после особой команды с Земли. Ходят слухи, что перед стартом конверт этот даже не планировали помещать в кабину пилота, - настолько конструкторы доверяли автоматике. Правда, в последний момент и конверт положили, и даже сообщили код Ю.А. Гагарину.

Следить за выполнением циклограмм ПВУ пилот мог с помощью специального индикатора ИВК (индикатор временной комбинированный). На его "циферблат" были нанесены временные метки запуска основных циклограмм. Космонавт по радио докладывал состояние систем корабля при прохождении стрелкой ИВК этих меток. Тем самым центр управления полётом имел представление о штатном или нештатном режиме работы автоматики.

Успешный полёт корабля "Восток-1" не в последнюю очередь был обязан надёжности ПВУ "Гранит-5В" и комплекса "СИС-1-3КА". В дальнейшем в качестве управляющих систем в пилотируемых кораблях серии "Союз" стали применяться цифровые высоконадёжные бортовые ЭВМ семейства "Аргон", архитектура которых достойна отдельного рассмотрения.

Совершенствовались и системы отображения информации (СОИ). Уже во второй версии комплекса "СИС-2-3КА" пресловутый кодовый замок, запиравший от космонавта режим ручного управления, был удалён.

Конструкторы стали доверять человеку, судьба которого теперь находилась в его собственных руках, а не только в транзисторных "руках" автоматики.

И история этого "противоборства" техники и разума, в отличие от противоборства компьютера HAL 9000 и пилота Боумена, - чистейшая правда.