26 декабря 2016, 15:59 (2871 день назад) № 10440
Книга "Digital Apollo. Human and Machine in Spaceflight", David A. Mindell. MIT, 2008
В книге рассматриваются вопросы взаимодействия человека и машины в контексте космической программы США (главным образом, программы Аполлон и полёта на Луну).
Показана дискуссия между инженерами/руководством NASA и астронавтами (первые предпочитали минимальное вмешательство астронавтов в управление, чтобы всё осуществлялось либо автоматически, либо по командам с Земли. Вторые - наоборот, были недовольны появлением компьютера), а также вопросы надёжности систем управления.
Книгу не переводили, я приведу здесь свой перевод нескольких фрагментов:
-----
Как вспоминал Alonso, астронавты воспринимали компьютер как что-то типа калькулятора - "одноразового" приложения к полёту. "Конечно, мы выключим компьютер как только окажемся наверху" (и действительно, ранние планы подрузамевали отключение системы между маневрами). В других случаях астронавты хотели одобрять, шаг за шагом, каждое совершаемое компьютером действие. Такое желание, конечно, было дико непрактичным. Учитывая, что компьютер выполнял тысячи операций в секунду - это привело бы к неприемлимо высокой нагрузке (на астронавтов - прим.пер.). Похожим образом, астронавты хотели прямого управления системами - вплоть до вентилей. Например, они хотели иметь возможность вручную управлять дросселированием посадочного двигателя лунного модуля.
Тем не менее, астронавты не были реакционерами, они лишь проявляли упрямство относительно систем, от которых зависели их жизни. Lickly вспоминал свою первую лекцию "новой девятке" на тему автоматического управления спуском с орбиты: "Я был просто ошеломлён умными вопросами. У Нейла Армстронга всё было под контролем... Они знали, какие правильные вопросы задать. Они не были луддитами". В конце концов NASA сказало, что астронавты могут предлагать изменения и входные данные для проектирования систем, однако не могут диктовать философию общего управления.
Battin вспоминает историю, которую он рассказывал астронавту и командиру Аполлона 12 Питеру Конраду: "Как-то раз авиалайнер стоял на взлётной полосе и не мог взлететь. По внутренней связи было передано сообщение: 'Уважаемые пассажиры, извините, взлететь мы не можем из-за неисправности самолёта. Мы собираемся заменить часть оборудования - это довольно сложно и займёт много часов.'. Однако, через полтора часа другой голос объявил, что самолёт готов к вылету. Один из пассажиров спросил: 'Похоже, заменить ту часть оборудования оказалось проще, чем вы думали'. Представитель авиакомпании ответил: 'Нет, мы заменили пилота'".
Battin вспоминал, что Конрад был впечатлён этой историей и потом пересказывал её другим. Мораль: если астронавтам не нравится автоматизация, нашлось бы достаточно людей, которых она бы устроила.
....
Астронавты в целом хорошо отзывались о DSKY (клавиатура и индикатор компьютера Аполлонов - прим. пер.), что было результатом многих часов тренировок. Hoag вспоминал: "первоначальная молчаливость членов экипажа со временем сменилась энтузиазмом и уверенностью в использовании компьютера для управления различными аспектами миссии".
Scott саркастически добавлял: "Это было так просто, что даже пилоты могли научиться этим пользоваться".
Определённые операции приводили к формированию собственного жаргона. Например, когда астронавт выравнивал инерциальную платформу, компьютер мог отобразить "остаток" или показатель качества выравнивания, в градусах. Индикация "00000" показывала отсутствие остатка - идеальное выравнивание, которое астронавты приветствовали восклицанием "пять яиц!" - ясной, в мужской культуре, формулировкой успеха.
....
Klumpp вспоминал, что первоначально астронавты хотели спускать лунный модуль с орбиты вручную. Он запрограммировал полёт на симуляторе и астронавты разбивались в каждом полёте. Посадка полностью зависела от компьютера.
....
Посадочный двигатель лунного модуля торчал снизу корабля в форме колокола. Как и огромные двигатели "Сатурна", он был закреплён в карданном подвесе и мог поворачиваться вперёд-назад и из стороны в сторону, что использовалось для смещения тяги, чтобы она проходила точно через центр тяжести модуля, который, в свою очередь, изменялся по мере израсходования топлива.
Двигатель был необычен ещё в одном: любой двигатель мог бы провести корабль ЧЕРЕЗ точку на лунной поверхности. Однако двигатель лунного модуля должен был доставить корабль В точку и бережно остановить его там, даже несмотря на то, что, по мере выгорания топлива, масса модуля с каждый секундой менялась. Это требование означало, что посадочный двигатель должен быть дросселируемым - необходима была возможность в реальном времени, при помощи компьютера, менять уровень тяги.
....
Программное обеспечение должно было считаться с капризами в поведении всех этих систем. Посадочный двигатель, например, "выгорал" - изнашивался, меняя свои характеристики. Программное обеспечение учитывало эти изменения в уравнениях (проблема с этими корректировками чуть было не привела к нестабильной тяге при первых посадках).
....
Bennet и его группа, работая вместе с астронавтами на симуляторах, разработала технику для посадки на Луну. По большей части роль пилотов, за исключением последних моментов перед касанием, была ограничена ситуациями аварийного прекращения полёта и мониторингом системам. В некоторых ситуациях аварийного прекращения, особенно при сбоях в PNGS (навигационная система - прим.пер.), экипаж мог оказаться чрезвычайно перегруженным. Bennet'у было заявлено, что пилоты должны иметь возможность сесть на ручном (полуавтоматическом) управлении - даже несмотря на то, что компьютер был в состоянии совершить посадку автоматически. "Никто из экипажа не хотел приземляться в автоматическом режиме" - вспоминал Bennet.
Bennet однажды предложил Chris'у Kraft'у, в качестве теста, полностью беспилотную автоматическую посадку на Луну. Он вспоминал, что Kraft не позволил этого, потому что, если первоначальная, автоматическая, посадка закончится неудачей, по ощущениям Kraft'a Конгресс мог бы настоять на успешной демонстрации перед тем, как пытаться сделать это с астронавтами на борту. Bennet не пытался подрывать идею лунной посадки заметив: "Я был всего лишь чистым инженером, пытаясь обеспечить безопасную посадку". Как-то раз с этой мыслью Bennet залез в симулятор лунной миссии и задал ему инструкцию приземлиться в полностью автоматическом режиме. Он вспоминает реакцию астронавтов: "Это не полёт" - заявили они ему презрительно.
....
(про ошибку 1202 при посадке Аполлон-11, которая была вызвана тем, что астронавты не отключили радар сближения с командным модулем и из-за того, что данные поступали сразу с двух радаров - сближения и посадочного, компьютер не успевал всё обрабатывать и тормозил):
Мы выяснили, что радар сближения был включён астронавтами. Но зачем они это сделали? Этот радар не использовался при посадке. Проверка показала, что на самом деле астронавты следовали процедуре - это было в их инструкциях (в действительности Aldrin поставил переключатель в положение SLEW когда оно должно было быть в AUTO, однако в данном случае это без разницы). Они выучились поступать таким образом на тренажёре. Однако, в симуляторе переключатель был лишь имитацией, не присоединённым к чему-либо. На настоящем корабле переключение имело другой эффект.
К тому моменту Armstrong и Aldrin уже исследовали Луну несколько часов - приближалось время отлёта. Из IL (команда Instrumental Landing - прим. пер.) позвонили в NASA и сказали им попросить астронавтов перед взлётом переключить переключатель радара сближения в положение LGC. Проблема была решена и сообщения об ошибке не возобновлялись.
Почему же в процедурах касающихся радара сближения, который используется при взлёте с Луны, было указано включить его при посадке? За некоторое время до посадки Aldrin спросил инженеров IL, можно ли оставить радар сближения включённым во время посадки на случай, если вдруг потребуется прервать полёт и вернуться к командному модулю. Инженер IL Larsen одобрил этот шаг и изменил чеклист. Понятно, что Aldrin таким образом просто хотел получше подготовиться к возможной отмене посадки.
....
Ещё в 1964, под нажимом National Academy, NASA начала процесс отбора астронавтов и среди учёных, неохотно признавая "не такая уж и большая разница между учёным и астронавтом" ...
Gene Cernan, уже летавший на Аполлоне 10 в качестве пилота лунного модуля, рассматривал науку как "паразита" лунной программы, заметив: "Наука - не причина, по которой мы научились летать".
....
После Аполлона 12 команда IL доработала программное обеспечение, чтобы сделать посадку более лёгкой для командира. Теперь в любом месте ниже 500 футов командир мог войти в режим "P66 Auto", в котором компьютер заставил бы лунный модуль осторожно остановиться, зависнуть и снижаться с постоянной скоростью. P66 Auto мог бы посадить модуль вслепую - сквозь облако пыли вроде того, с которым столкнулся Conrad. Эта возможность была в каждом полёте от Аполлона 13 до Аполлона 17. Но она никогда не была использована.
-------
Digital Apollo: «How human pilots and automated systems worked together to achieve the ultimate in flight—the lunar landings of NASA’s Apollo program.»