Máy tính dẫn đường cơ học cho chuyến bay vũ trụ Liên Xô, Globus INK
- Chương trình vũ trụ của Liên Xô sử dụng các thiết bị điều khiển và khí cụ hoàn toàn khác với tàu vũ trụ của Mỹ. Một trong những thiết bị dẫn đường thú vị nhất là Globus được trang bị trên tàu vũ trụ Soyuz, sử dụng một quả địa cầu quay để hiển thị vị trí của tàu trên Trái Đất.
- Globus là một máy tính tương tự điện cơ dùng hệ thống bánh răng, cam và bộ vi sai tinh vi để tính toán vị trí của tàu vũ trụ. Tên chính thức của nó là "chỉ thị dẫn đường vũ trụ", và trong viết tắt tiếng Nga được gọi là ИНК (INK).
Chức năng
- Mục đích chính của Globus là hiển thị vị trí của tàu vũ trụ. Khi quả địa cầu quay, tâm ngắm hình chữ thập gắn trên vòm nhựa sẽ chỉ ra vị trí của tàu. Điều này cho phép các phi hành gia nhìn hình ảnh Trái Đất và xác định vị trí của mình.
- Các mặt số vĩ độ và kinh độ bên cạnh quả địa cầu hiển thị vị trí dưới dạng số. Ngoài ra, mặt số sáng/tối ở phía dưới cho biết khi nào tàu vũ trụ được Mặt Trời chiếu sáng hoặc đang ở trong bóng tối. Đây là thông tin quan trọng đối với việc ghép nối.
- Globus có chế độ thứ hai để hiển thị nơi tàu vũ trụ sẽ hạ cánh nếu phóng động cơ hãm để bắt đầu quá trình hạ cánh. Khi chuyển công tắc, quả địa cầu sẽ quay để vị trí hạ cánh nằm dưới tâm ngắm hình chữ thập.
Điều khiển quả địa cầu
- Quả địa cầu được gắn vào một trục cố định để có thể quay theo hai trục. Xích đạo của quả địa cầu là một mảnh kim loại cứng, quay theo trục ngang của thiết bị. Cơ cấu bánh răng thứ hai làm cho quả địa cầu quay theo trục bắc-nam.
- Một hệ quả quan trọng của thiết kế này là độ nghiêng quỹ đạo bị cố định bởi góc của cơ cấu quả địa cầu. Muốn dùng cho quỹ đạo khác thì cần một thiết bị Globus khác, và vì nó chỉ xử lý được quỹ đạo tròn nên sẽ vô dụng khi quỹ đạo thay đổi.
Tốc độ quỹ đạo và "cone"
- Quỹ đạo của Soyuz mất khoảng 90 phút, nhưng thời gian thay đổi tùy theo độ cao. Globus có núm điều chỉnh chu kỳ quỹ đạo theo đơn vị phút, 1/10 phút và 1/100 phút.
- Chức năng tốc độ quỹ đạo được thực hiện bằng cách tăng hoặc giảm tốc độ quay của quả địa cầu dọc theo trục quỹ đạo. Việc tạo ra tốc độ biến thiên trong Globus, vốn sử dụng xung 1 hertz cố định, là một điều khá phức tạp.
Thiết bị điện tử
- Dù chủ yếu là cơ khí, Globus vẫn có một bo mạch điện tử với 4 rơle và transistor. Phần lớn các rơle dùng để điều khiển cơ chế vị trí hạ cánh, cho động cơ chạy tiến hoặc lùi rồi dừng tại công tắc hành trình.
Tổng hợp của GN⁺
- Globus INK là một ví dụ đáng kinh ngạc về tính toán cơ học, tính toán quỹ đạo thông qua các bánh răng, cam và bộ vi sai tinh vi. Nó cung cấp một màn hình màu đầy đủ có độ phân giải cao hơn nhiều so với những gì các máy tính vũ trụ điện tử của thập niên 1960 có thể đem lại.
- Tuy nhiên, chức năng của Globus bị hạn chế và độ chính xác thấp do không nhận đầu vào dẫn hướng từ bên ngoài. Các màn hình kỹ thuật số hiện đại tuy kém hấp dẫn về mặt vật lý nhưng cung cấp nhiều chức năng hơn rất nhiều.
- Bài viết này có thể thú vị với những ai muốn hiểu sự phức tạp và tầm quan trọng lịch sử của máy tính dẫn đường cơ học, đồng thời so sánh nó với các hệ thống dẫn đường kỹ thuật số hiện đại có chức năng tương tự.
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Có hai phần trong một loạt bài cung cấp thêm nhiều thông tin về Globus
Đã đọc một cuốn sách thú vị về cuộc chạy đua không gian của Liên Xô
Luôn bị cuốn hút bởi các máy tính cơ khí, và có bài viết cùng video giải thích về máy tính điều khiển hỏa lực hải quân MK1
Dù có thể thua kém về mặt công nghệ so với công nghệ không gian của Mỹ thời đó, sự sáng tạo của Liên Xô vẫn rất đáng khâm phục
Có câu hỏi về cách gây nhiễu một máy tính cơ khí
Máy tính cơ khí vẫn được trang bị trên tàu chiến Nga để đối phó với các cuộc tấn công EMP
Đã có một máy tính cơ khí được bán với giá 40.000 euro vào năm ngoái
Hãy tưởng tượng các bánh răng di chuyển chốt trên quả địa cầu và đi vào không gian
Giờ cần một bài về quả cầu Apollo 8