拯救阿波罗14号!那些伟大太空计划背后的计算机工程师们

大数据文摘出品

编译:YYY

1971年1月31日,阿波罗14号发射。

外太空旅行近一周后的凌晨,回程中的阿波罗14号突然面临一个严峻的问题:它可能没办法正常降落了。

问题出在其计算机工程师Don Eyles编写的一个应急程序上,他必须在很短的时间内破解自己写出的程序。

事情的经过是这样的:

Don Eyles在登月舱Antares中设计了一个用于极端紧急情况的转换开关——Abort按钮。如果登月舱在下降到月球表面的过程中出现任何问题,宇航员可以随时推动转换开关,通知计算机反转发动机——将登月舱从月球上炸开,重新进入轨道。

但在阿波罗14号上,由于开关被意外堵塞,计算机收到了扭转登月舱航向的错误指令,而Eyles需要以最快的速度扭转这一切。

“我们必须编写一个新程序,来让计算机看不到切换,”Eyles说。

Eyles最终在登月舱降落前10分钟的时候完成了他的任务。他的解决方案中涉及了26组五位数的数据,经他的同事检查后由宇航员输入计算机,成功绕过了转换开关的代码。

这段惊现的故事出现在Eyles今年3月出版的回忆录Sunburst And Luminary中。在书中,他还回忆了自己作为多个NASA太空任务的计算机工程师时发生的故事,其中涉及到1969年第一次载人登月的阿波罗11号、1969年第一次精确登月的阿波罗12号以及刚刚提到的阿波罗14号。

麻省理工学院仪器实验室的“非主流”工程师

Eyles从小就喜欢设计和制作东西。尽管他后来在波士顿大学主修数学,仍对艺术仍有着深刻的兴趣。

20世纪50年代后期,上高中的他作为戏剧制作的技术人员,参加了一个“伟大的图书”读书俱乐部,并经常收听大都会歌剧院的广播节目。在波士顿大学,最令他难忘的课程之一是“一个中世纪的艺术课,让我设计哥特式建筑的外观。”

这种多样化的背景为他的职业生涯带来了很多好处,教会了他如何从不同的角度来看问题并解决问题。

1966年,Eyles在波士顿“破旧的Fenway社区”租了一套公寓。他没有具体的职业目标,也没有写过任何计算机代码,但他就是认为自己可能喜欢计算机编程,因为他“喜欢谜题”。

在一个闷热的天气里,他偶然发现了查尔斯河河岸附近的麻省理工学院仪器实验室(the MIT Instrumentation Lab)。

这个实验室在20世纪60年代末和70年代初致力于利用政府拨款开展大规模的开拓性项目:“建立登月的航行和导航系统”。这个项目也是其最着名的成就之一。

项目负责人有着科学界的传奇名字,比如Charles Stark“Doc”Draper,“惯性导航之父”;Hal Laning,1952年发明了第一个编译器的人,以及众多计算机编程书籍的作者George Cherry等等。

而Eyles也成为了其中的一员,就此开始了他航天工程工程师的生涯。

他负责月球着陆工作:“阿波罗任务中最复杂的,也是最危险的阶段”。月球着陆的设计工作面临一系列特别棘手的问题:月亮的“块状”引力场问题,在厚厚的月球尘埃云中如何降落的问题,以及未知地形的考验等等。

正如Eyles所说:“连汽车那么大的巨石都太小了,无法从轨道上拍出来。”

但Eyles和他的同事们最终还是将这些问题解决了,包括阿波罗14号的突发情况。

阿波罗14号顺利降落月球后,Eyles立即成为了名人。报纸和广播电台的记者不停地给他打电话,波士顿大学和麻省理工学院的校长也都给他发来贺信。

甚至他的身影也出现在了很多电视荧屏之中。“我还记得在1996年的一个电视剧中,一个演员扮演我一边走进实验室,一边说‘我要咖啡’。而事实是我要是真以他的语气说话,根本就不会得到任何东西。”这也让Eyles笑了很久。

而除了工作,Eyles还有很多“非主流”的想法和行为。

比如Eyles和他的朋友试图让办公室变得更美:把它漆成紫色、绿色和红色,而不是白色和棕色,尽管实验室维修人员对此表示了强烈抗议。

他也曾设计一个迷你时间胶囊:Led Zeppelin在波士顿茶话会上举行他们的第一次美国巡演,Erich Leinsdorf指挥了波士顿交响乐团,并在波士顿鱼码头的无名餐厅用餐。

Eyles甚至还成为了一名摄影师和雕塑家。他的作品包括古帝国的坠落系列、101种角度看ZAKIM大桥系列等等。

Don Eyles个人网站:

https://www.doneyles.com/supersymandala.html

Eyles还是坚持Consciousness III 的科学家和技术人员之一,他们崇尚个人自由和平等主义,主张自由发挥想象力,乐于探究太空探索的宇宙意义。

“电脑编程是一门很好的手艺,有朝一日会被提升为一门艺术。”Eyles说。

幕后的英雄们

事实上,在阿波罗登月计划中曾付出过艰辛努力并取得辉煌成绩的,绝不仅仅是Eyles一人。

比如负责“阿波罗”号计算机飞行软件的“代码女皇”玛格丽特·汉密尔顿(Margaret Hamilton)。

在人们还不知道软件到底是怎么一回事的时候,玛格丽特和她的同事们就开始为世界上第一部便携式计算机写代码了,同时,他们也创造了计算机编程的核心理念。

她所编写的 “阿波罗11号”登月项目计算机制导系统的源代码也在2016年被公布出来,这段以汇编语言编写的代码即便是对今天的程序员来说,也堪称教科书般的存在。

有趣的是,当时阿波罗号的工程师们在敲入这段代码时还加入了大量自己的吐槽。若按现在的视角再去品味,它们就像是上世纪60年代的那些计算机极客们留给我们的时间胶囊。

而软件工程这个由玛格丽特引领的概念,从人类登月开始,已经进入了我们生活的方方面面。

再比如曾提名第89届奥斯卡最佳影片的《隐藏人物》(Hidden Figures)中的原型玛丽•杰克逊(Mary Jackson)、凯瑟琳•约翰逊(Katherine G. Johnson)和多萝西•沃恩(Dorothy Vaughan)。这三位美国国家航空航天局(NASA)的黑人女性工程师都曾默默为美国的登月计划做出巨大贡献,但不被外界所留意。

1903年,莱特兄弟的第一架飞机试飞成功;1957年,第一颗人造卫星升空;1961年,人类第一次进入太空;1969年,人类第一次登上月球;2001年,首次太空旅游成功。近百年来,人类对于太空的探索始终不曾停歇。

而无数的人为之付出过不懈的努力,甚至是生命的代价。

这其中也包括Eyles,包括玛格丽特,包括无数计算机工程师们。

相关报道:

http://www.wbur.org/artery/2018/03/01/sunburst-and-luminary-review

https://www.rollingstone.com/politics/politics-news/don-eyles-extra-weird-looking-freak-saves-apollo-14-40737/

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原文发布于微信公众号 - 大数据文摘(BigDataDigest)

原文发表时间:2018-07-29

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