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Articles - Étudiants SUPINFO

L'ordinateur des missions lunaires Apollo

Par Florent TROUILLET Publié le 14/03/2019 à 15:48:10 Noter cet article:
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INTRODUCTION

Le 21 Juillet 1969, Neil Amstrong devient le premier homme à fouler le sol lunaire. Ainsi pour la première fois de l'histoire de l'humanité, l'être humain s'est posé sur un astre autre que la Terre. Cet exploit a été vu par près d'un demi-milliard de téléspectateurs issu du monde entier. Toutefois, ce fait marquant de notre époque n'aurait sans doute pas été possible sans l'utilisation d'un ordinateur embarqué nommé :"Apollo Guidance Computer". En effet, ce dernier avait un rôle prépondérant dans l'ensemble de procédures spatiales ( alunissage, rendez-vous orbital etc...).

Il est évident, que sans machine informatique l'homme n'aurait écrit son histoire en marchant sur la Lune. Car ce dernier calculait de nombreuses données qui laissait peu de marges d'erreur, compte tenu des nombreux paramètres(gravité, vitesse, angle d'inclinaison, propulsion, taux de carburant et ainsi de suite...).

Dans cet article, nous analyserons le fonctionnement de la machine du programme Apollo. Nous présenterons donc les caractéristiques techniques du système.

L'Apollo Guidance Computer

Conçu par la société "MIT Instrumentation Laboratory", L'AGC est à l'époque des années 60, une révolution par son architecture et par sa gestion de tâches du processeur. En effet, il fut le premier ordinateur informatique à avoir recours aux circuits intégrés, une puce electronique qui intègre plusieurs types de composants electriques dans une zone réduite d'une taille d'une plaque. Chaque mission du programme Apollo était équipé de deux AGC, l'un était situé dans le module de commande. Il contenait le système de guidage, permettant notamment le placement en orbite lunaire ou terrestre du vaisseau spatial.

Figure 1. L'Apollo Guidance Computer

L'Apollo Guidance Computer

Le second était placé évidemment dans le module lunaire pour les phases d'alunissage et de rendez-vous orbital avec le module de commande. A noter qu'un calculateur de vol était également installé dans le module de commande utilisé lors de la phase de décollage de la fusée Saturn V qui permettait l'automatisation des tâches lors de cette phase tel que la séparation des boosters du vaisseau ou encore l'entrée dans la trajectoire Terre-Lune. Enfin, un ordinateur de secours était construit dans le module lunaire qui pouvait servir en cas de défaillance de l'AGC du module lunaire.

Toutefois, celui-ci ne pouvait assurer l'alunissage mais seulement le rendez vous avec le module lunaire. Comme la plupart des machines informatiques, l'AGC avait une partie hardware et une partie sofware. Pour communiquer avec l'unité centrale de l'ordinateur, les astronautes utilisaient l'interface 'DSKY BLOCK II". Son aspect notable est sa taille et sa simplicité d'utilisation. En effet, au moment des années 60, les machines étaient avant tout de la taille d'une pièce comme le montre l'IBM 1130 qui été introduit en 1965 (Photo ci-dessous).

Figure 2. L'IBM 1130

L'IBM 1130

Le concept du DSKY était intéréssant car il fonctionnait à l'aide d'une logique simple de portes logiques (NOT, OR, AND etc...) pour générer des codes-clés à partir du clavier. Par conséquent, Il facilite l'entrée des données dans le clavier et d'en afficher les paramètres ainsi obtenus après traitement de celui-ci.

L'utilisation du DSKY est simple, il fonctionne à l'aide du système VERB/NOUN. Ces instrutions sont exécutées par paires de la forme suivante :

-VERB fait appel à un type d'action.

-NOUN précise le type de donnée ou le nom de composant cette action doit être effectuée.

-LES CHIFFRES sont utilisées pour spécifier un programme, ou une action. Chaque programme ou action étant défini par un code chiffre.

Ainsi, l'ordre à suivre était du modèle suivant : VERB, chiffre, NOUN, chiffre ce qui donne par exemple, pour lancer le programme de visée du rendez-vous correspondant au programme P31 , il tape les touches VERB,3, 1 et la touche ENTER, aussi pour une demande de changement de vitesse, l'astronaute doit taper les touches VERB, 6,NOUN, 84.

Malgré sa faible utilité en mode autonomie, l'AGC était considéré comme le 4ème membre d'équpage. En effet, il traite non seulement les informations en provenance des autres ordinateurs du module du commande et du module lunaire. Par ailleurs, il avait aussi la possibilité d'envoyer des signaux aux propulseurs pour des corrections de trajectoire et controlaît aussi le temps du poussée du moteur principal.

Ainsi, l'AGC occupait une place notable dans le plan de vol des misisons Apollo et l'essentile des tâches controlaît la bonne tenue du voyage Terre-Lune-Terre. Pourtant, lors de la mission Apollo 11, la phase d'alunissage qui est censée être piloté automatiquement par l'AGC, subit une défaillance technique dû à une saturation de la mémoire; Ce problème fait retentir l'alarme "1202". Celle-ci est ignorée et le centre de contrôle de la NASA choisit de continuer la tentative d'alunissage. Finalement, Amstrong choisit de passer en pilotage manuel. Mais il est géné par le bruit de l'alarme et manque le site d'atterissage prévu. Après tout, Le module lunaire parvient à se poser en toute sécurité sur un site stable et plat alors qu'il ne restait plus qu'une poignée de secondes de carburant à bord du module lunaire.

Enfin, l'APC a été virtuellement reproduit sur le web permettant aux potentiels curieux de s'amuser à manipuler l'outil moderne qui a été déterminant dans cette aventure humaine : http://svtsim.com/moonjs/agc.html

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