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Der „Apollo Guidance Computer“

Eine Mission am Rande der Berechenbarkeit

Von Thomas Thiel
 - 12:01
Innenleben eines Weltraumpioniers: der Apollo Guidance Computer

Man muss sich von der Allgegenwart heutiger Informationstechnik einen Moment lang lösen, um zu der Frage zu gelangen, ob die erste Mondlandung auch ohne einen Bordcomputer möglich gewesen wäre. Die Astronauten der späteren Apollo-13-Mission erlebten einen solchen Moment, als ihr Rechner beim Eintritt in die Erdatmosphäre zusammenbrach und sie sich in den letzten Minuten ihres Landeanflugs nur über den Funkkontakt mit der Erdstation zurückretten konnten. Für das Gesamtunternehmen einer Mondlandung war der Computer jedoch ein unentbehrliches Instrument: bei der Routenberechnung und an Stellen hinter dem Mond, wo kein Empfang von Erdsignalen mehr möglich war, vor allem aber im Moment der Mondlandung, als die irdischen Steuerungsbefehle die aufsetzende Landefähre nicht mehr erreichen konnten.

Mission Apollo 11 - das bedeutete Raumfahrt unter der Bedingung begrenzter Rechnerkapazität. An Bord der Raumkapsel „Columbia“ und der Mondfähre „Eagle“ herrschte eine nach heutigen Zahlenverhältnissen geradezu beschauliche Datenlage. Beide waren mit dem eigens für die Mission konstruierten „Apollo Guidance Computer“ ausgestattet. Das dreißig Kilo schwere Gerät war mit einem spartanischen taschenrechnerähnlichen Eingabefeld versehen, dessen befremdlich große und schwerfällige Tastatur dem Umstand Rechnung tragen musste, für einen Astronauten in Raumfahrerkluft bedienbar zu sein. Es verfügte über einen festen Speicherplatz von jeweils 74 Kilobyte und einen Arbeitsspeicher von vier Kilobyte. Wer heute sein Handy bedienen will, wäre mit solchem Speichervolumen schon schlecht bedient. Ein moderner Hochleistungsrechner bemisst seinen Hauptspeicher in Tera-, seinen Arbeitsspeicher in Gigabyte, millionen- und milliardenfach gesteigerte Dimensionen.

Maßgeschneiderte Architektur

Wie war es mit derart bescheidenen Möglichkeiten möglich, der Mondlandefähre die punktgenaue Landung auf einer klar eingegrenzten Fläche im „Meer der Ruhe“ zu ermöglichen, sie später wieder zu ihrer Kommandokapsel zurückzulenken und gleichzeitig den Treibstoffverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren, weil die Kapazitäten nur einen Landeversuch erlaubten? Es war von Beginn an klar, dass sich das Unternehmen nur mit einer auf die Belange der Mondlandung maßgeschneiderten Computerarchitektur bewältigen ließ. Möglichst viel Rechenleistung musste auf die Erde ausgelagert werden. Trotzdem sollte eine autonome Steuerung des Raumschiffs möglich sein. Die Planer des Apollo-Programms trieb die Sorge, die Sowjetunion könnte mit ihrer kurz zuvor zum Mond geschickten Raumkapsel „Luna“ das unausgesprochene Nebenziel verfolgen, Informationssignale von der Erde an das amerikanische Raumschiff abzuschneiden.

Schon zu Beginn des Apollo-Projekts hatte man die Bordelektronik in die Hände von Charles Stark Draper vom Massachusetts Institute for Technology gelegt, das im Zweiten Weltkrieg seinen herausragenden Rang als Softwareschmiede erworben hatte. Am Ende stand kein zufälliges Produkt des informationstechnischen state of the art, sondern das Ergebnis sieben Jahre langer generalstabsmäßiger Planung, auf der von Beginn an der Druck des technischen Wettlaufs mit den Russen lastete.

Pionier der Informationstechnik

Das Jahrzehnt des Apollo-Programms ist deshalb geprägt von der informationstechnischen Miniaturisierung. Die Halbleitertechnik zog ein, an die Stelle von Elektronenröhren traten Transistoren, die auf immer kleinerer konzentrierter Fläche auf Mikrochips gestanzt wurden. Die Architektur der Mikrochips wurde selbst zur Computersache. Zugespitzt könnte man sagen, dass man neue Computer konstruierte, um wiederum neue kleinere, leistungsfähigere Computer zu bauen. Der Speicher für die Software des Apollo Guidance Computers bestand aus Magnetkernen, die in Handarbeit mit feinen Kupferdrähten vernäht werden mussten. Die Programmiersprache für die Software konnte aber nur mit Computerunterstützung entwickelt werden. Für Beobachtungsdaten ließ der Speicher keinen Platz mehr.

Am Ende des mühsamen Entwicklungsprozesses stand ein epochales Ergebnis: Mit dem erstmaligen Einsatz von integrierten Schaltkreisen vollbrachte der Apollo Guidance Computer jene Pioniertat, ohne die unsere heutigen Personal Computer, ja fast alle moderne digitale Elektronik undenkbar wären. Die folgende Entwicklung ist bekannt. Im Rhythmus von achtzehn Monaten haben Computeringenieure Nachfolgegenerationen entworfen, die jeweils die doppelte Leistung ihrer Vorgänger erbringen. Der Pilot im modernen Kampfjet ist längst ein Mensch-Maschine-Hybrid, der die rasenden Anforderungen seines Berufs nur noch mit einer Vielzahl elektronischer Schnittstellen sinnlich und intellektuell bewältigen kann. Musste ein Astronaut der Apollo 11 noch seine Filme auf die Erde zurückbringen, um sie dort entwickeln zu lassen, so bringt der moderne Bordcomputer die Beobachtungen ganz von selbst in gestochen scharfe Bilder, speichert sie in Datenform und lenkt sie nach kurzer Zwischenspeicherung an die Erdstation weiter.

Quelle: F.A.Z.
Thomas Thiel  - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Thomas Thiel
Redakteur im Feuilleton.
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