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Por: FERNANDO JIMENEZ MOTTE*

“El COMPUTADOR del APOLO XXI y el EXODO

del SER HUMANO”

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El diseño del Módulo de Excursión Lunar (Lunar Excur-sion Module, LEM) fue un reto extremadamente difícil para la ingeniería de control de los años 60s, especial-mente donde la capacidad computacional de esa época era mucho menos potente que la actual.

El microprocesador 8088 que sirvió de base para el IBM PC, lanzado en 1981, justo dos décadas después del viaje del Apolo 11 a la Luna, tenía ocho veces más memoria que el computador de guiado (16k vs 2k del Apolo AGC)1.

El IBM PC XT corría a una velocidad de reloj vertiginosa de 4.077MHz. Eso es 0.004077 GHz. Internamente, la arquitec-tura de un microprocesador 8086 tenía 8 registros de 16 bits disponibles para trabajar. Podía realizar un seguimiento de ocho registros, mientras que el ACG sólo de cuatro.

En la actualidad un procesador de un Smartphone de 1000 mhz y 512 MB de RAM, tiene 100 mil veces más RAM que el AGC - Apollo Guidance Computer (que corría a alrededor de 1 MHz). El reciente iPhone 6 lanzado al mercado por Apple Computers opera a 1.4 GHZ y es capaz de realizar 3.36 billones de instrucciones por segundo.

El computador de guiado del Apolo AGC a bordo del módulo lu-nar (LEM) ejecutaba instrucciones a una velocidad de alrededor de 40 KHz (o 0.00004 GHz). La NASA tuvo acceso a algunos de los más potentes ordenadores del día en esa época, cinco modelos de computadoras de tipo mainframe IBM 360/75, cada uno aproximadamente 250 veces más rápido que el AGC. Corrían casi en modalidad 24/7, el cálculo de los datos y las órbitas de elevación inicial, el seguimiento de datos biomédicos durante la misión, y la realización de numerosos otros cálculos.

“El hombre llegó a la Luna con una capacidad computacional 120 millones de veces debajo que la de un IPhone sin embargo nuestra civilización lo utiliza para chatear.”

El módulo lunar era un vehículo espacial de dos etapas diseñado para el alunizaje durante el programa Apolo. Conocido primera-mente como L.E.M., la idea inicial se debió a John C. Houbolt del Centro de Investigaciones Langley, que lo presentó junto a Charles Mathews del Marshall Space Flight Center el 6 de febrero del 1962, como respuesta al programa de descenso lunar basado en el encuentro en órbita del tipo L.O.R. del programa Apolo.2

La NASA solicitó ofertas para el desarrollo y construcción del L.E.M. a 11 empresas aeroespaciales, asignando su construcción finalmente a la compañía norteamericana Grumman Aircraft Engineering Corporation, el 11 de marzo de 1963, construyén-dose 20 unidades, 9 de las cuales eran vehículos de ensayo y el resto unidades de vuelo.

En la actualidad, es posible emular este diseño utilizando el poder de los computadores modernos así como el estado del arte de la ingeniería de control digital y el uso de simuladores.

El Computador de Guiado (Guidance Computer AGC)

El sistema de control, guiado y navegación para el Módulo de Excursión Lunar (LEM) estaba provisto por un sistema de datos muestreados a partir de la información de los sensores hacia las unidades de propulsión (Jet Propulsion Units).3

Definir el problema fue particularmente difícil para los diseña-dores del computador de la nave espacial (On Board Guidance Computer) mientras los otros diseñadores se dedicaban al diseño de la nave espacial.

Inicialmente sabían que el computador debería ser lo suficien-temente pequeño y ligero. Debería incluir una memoria de lectura/escritura read/write y de sólo lectura Read Only Memory [ROM]. La memoria read/write almacenaría data de los sensores

El presidente Kennedy decretó en el año 1961 que los Estados Unidos de Norteamérica (USA) pondrían un ser humano en la luna en esa década. Esto colocó una presión considerable sobre los ingenieros de la NASA que se encontraban diseñando el Apollo XI

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Fernando Jiménez Motte

CEO Neuromorphic TechnologiesChief Data Officer CDO/CTO IT/USERS®World Wide Expert in Technology and Product Management. Courtesy Instruc-tor for UCF, USA, FL. Professor of Global Center Education GCE at USIL. Professor and Researcher at PUCP and USMP. Former Director of Electrical and Telecommunications Engineering Career at UPC. Former President, Vice President and Director at NAP Perú appointed by Telefonica Empresas. He reported results in Telefónica Empresas in the order of a $140 Million dollars in the Telecommunication Sector as a Product Manager. His passion for Pro-duct Management, Product Development and scientific innovation have led him to a successful career dedicated to obtaining outstanding results. He did a Ph.D Course Work in Electrical Engineering at Florida Atlantic University, USA, a Master in Electrical Engineering at the Naval Postgraduate School, CA, USA, Project Management and Manufacturing Cost Strategies at the California Institute of Technology, Caltech, USA. As a worldwide expert, He has been recognized by the Gerson Lehrman Global Group and the Society of Industry Leaders Vista Research USA. Member of International Neural Network Society INNS. Recognized in the prestigious publications “2000 Outstanding Intellectuals” and “100 Top Professionals from IBC, UK and “Great Minds of the XXI Century “, ABC, USA and Who’s Who in Science and Engineering at the global level.

(Sensor Data) y resultados temporales de las computaciones. La memoria Read Only Memory almacenaría el programa de guiado el cual tendría una capacidad de medio millón de bits de almacenamiento.

Conforme el programa Apollo progresaba se le pidió a los ingenie-ros que el computador debería encajar en un espacio de medio pie cúbico y cuyo peso debería ser menor a 75 libras. Un sketch del computador de esa época reflejaría un esquema de una PC actual.

Los ingenieros de esa época determinaron que para un control preciso la data de los sensores requeriría 15 bits por palabra y que debería almacenar 2000 palabras de valores de datos. Los programadores determinaron que el programa de control reque-riría alrededor de 37,000 palabras de almacenamiento si cada palabra consistía de 15 bits.

Dada la tecnología de los comienzos de 1960, los ingenieros consideraron implementar el computador enteramente con transistores o aún con tubos de vacío. Sin embargo ambos po-drían haber tomado más espacio y consumir más potencia que los circuitos integrados disponibles actualmente. Hubiese sido ideal que en dicha época se utilicen circuitos integrados pero la tecnología de dicha época no los había diseñado aún.

El AGC, era lo más avanzado en su tiempo, tenía 2K words de random-access RAM memory y 36K of read-only ROM me-mory1. Procesaba tareas a una velocidad de 1 MHz y su principal programa se llamaba Colossus 249, un software encargado de realizar los cálculos para los detalles del vuelo.

La memoria del sistema del computador de guiado del Apollo consistía de una memoria de tipo read only memory utilizada para almacenar el programa y memoria de tipo lectura/escritura read/write para almacenar la data. El computador tenía que almacenar 2048 palabras de 15 bits de datos en memoria de tipo read/write.

El equipo tenía 2048 palabras de memoria RAM y 36.864 de memoria ROM. La longitud de las palabras era de 16 bits.

Mientras el AGC era el que guiaba a los astronautas en la nave, en la Tierra la NASA trabajó con enormes mainframes IBM “360 Model 75” para las comunicaciones con la nave y los cálculos requeridos para lanzar al módulo lunar fuera de la superficie de la Luna y enviarlo de regreso a la Tierra.

En los años 60s el ser humano miraba hacia arriba y hacia las estrellas con una pasión inmensa por el misterio del infinito. La capacidad computacional que le permitió el primer éxodo pla-netario a esta civilización no se encontraba en los computadores de esa época sino en los cerebros y corazones de las personas que trabajaron con mucha pasión para lograr este gran reto de la tecnología de la humanidad de esa época y de toda la humanidad que vivió esta gran hazaña.

Millones de personas de toda el planeta sintonizaron sus televi-sores para observar la gran hazaña de la humanidad con mucho más pasión que las actuales generaciones que vibran viendo a jugadores de fútbol perdedores. Han transcurrido casi 46 años y nuestra civilización mira hacia abajo, permanentemente hacia redes sociales y realizando procesos rápidos y en muchos casos sin mayor razonamiento alguno y principalmente para “chatear”.

El tiempo se está acabando para esta civilización la cual está con-sumiendo los recursos del planeta a un ritmo más acelerado del que los repone. Nuestra civilización debe encontrar un segundo

planeta para habitar de forma de asegurar la continuación de la especie humana.

“Es imperativo para la humanidad dejar de mirar hacia abajo hacia las redes sociales y volver a mirar arriba hacia las estrellas”

Referencias:

1. Apollo Guidance Computer Wikipedia2. Apollo Guidance Computer NASA History office3. Diseño de un sistema de datos muestreado para el módulo de excursión lunar

LEM Fernando Jiménez Motte.