Apollo XI: a tecnologia das telas dos computadores que não eram

O Controle da missão da Apollo 11 era o auge da tecnologia de sua época, mas o que pouca gente sabe é que os consoles eram MAIS avançados do que seria possível para 1969, e diversos truques foram usados para conseguir isso.

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Às vezes, nós achamos que uma tecnologia é tão comum, tão intrínseca em nossas vidas que ela sempre existiu. Essa percepção das coisas acontece com todo mundo, e assim como eu aposto que você sempre achou a coisa mais natural do mundo os consoles do Controle da Missão da NASA mostrarem dados de telemetria, afinal são terminais de computadores, certo?

Na época, a NASA usava para o Controle da Missão nada menos que CINCO mainframes, no caso o IBM IBM 360-75J, que ignorando Bill Gates, tinham imensos 1 Megabyte de memória.

Usando principalmente Fortran e uma versão para computação em tempo real do OS/360, quatro eram utilizados na missão, e um quinto ficava em stand-by, com direito a checagens redundantes, simulações, etc. Esses computadores eram programados principalmente em FORTRAN, e foram essenciais para acabar com um problema sério que a NASA estava encontrando.

Como os computadores anteriores, IBM 7094-11 só tinham 700KB de memória, os programadores estavam usando um monte de truques e pequenas macumbarias digitais para encaixar seus programas no espaço disponível.

É muito legal, louvável até, mas quando um monte de gente precisa dar manutenção no código é complicado passar metade do dia descobrindo como aquela maldita função funcionava, e por que motivo um programa parou de funcionar, caso o programador tenha usado uma função não-documentada que foi removida em um update do sistema operacional.

Os computadores além dos cálculos também cuidavam da telemetria, recebida em estações espalhadas pelo mundo todo. Havia uma capacidade de endereçar até 100 mil lâmpadas individuais nos consoles (10% disso foi utilizado).

Só que o buraco era mais embaixo. Mesmo a tecnologia em estado da arte da época não conseguia mostrar imagens como temos hoje. Ou melhor, conseguia, mas era um esforço danado para o computador.

Terminais gráficos até existiam, como o IBM 2250:

A parte ruim é que um terminal com uma unidade controladora custava o equivalente a US$1,8 milhões em 2019, se fossem suprir todo mundo com um desses, Neil Armstrong teria que chegar na Lua andando, não que ele não pudesse fazer isso se quisesse.

Também havia o problema que o mainframe ficaria de joelhos se tivesse que gerar imagens para dezenas e dezenas de terminais no Controle da Missão. Qual a solução então?

Aí entra a Philco, que já vinha projetando os sistemas de visualização da NASA desde pelo menos o Projeto Gemini. Os engenheiros se tocaram que a informação nos consoles era muitas vezes repetida, e não fazia sentido o computador gerar várias vezes a mesma tela, mas não existia tecnologia para replicar os dados em vários consoles.

Ou melhor, existia, mas não do jeito que a gente pensa hoje. A tecnologia usada era puramente analógica, e transformou o Centro de Controle de Houston no maior estúdio de televisão do mundo.

Eram 1100 racks, 140 consoles, 136 câmeras e 384 receptores de TV, 16 mil Km de cabos, dois milhões de conexões e 20 canais de TV. A origem desses canais? O Mainframe.

Foram construídas várias unidades de visualização em tempo real, com o computador acoplado a terminais que geravam uma imagem, mas aí havia um truque: Para facilitar a vida do pobre IBM 360, as imagens eram sobrepostas por uma placa de vidro quadrada de 76cm de lado com linhas e gráficos.

Na imagem acima, por exemplo, toda a marcação, legendas e linhas horizontais e verticais eram pré-desenhadas, o computador só está plotando as curvas.

A ideia surgiu do sistema de visualização do Projeto Mercury, quando os consoles eram alimentados manualmente, um (na verdade um monte) sujeito lia as listagens impressas do computador, redigitava tudo em um gerador de caracteres e a tela era filmada e transmitida para o Comando da Missão.

No caso da Apollo 11, cada console podia trocar de canal e acessar 20 telas diferentes, de transmissões de vídeo externas a telas de telemetria especializadas, cobrindo mais de 300 parâmetros. Isso tudo sem afetar em NADA os computadores.

Computadores esses que não tinham muito processamento sobrando. O sistema era tão limitado (na época da missão Apollo 11) que nem impressoras eles tinham nos consoles, quando um controlador precisava de uma cópia da tela, fazia uma solicitação que era enviada direto para seu terminal através de um sistema de tubos pneumáticos:

O sistema em suas várias encarnações sobreviveu até o começo dos Anos 90, mas hoje em dia os consoles foram substituídos por PCs comuns, e todos aqueles painéis cheios de botões se tornaram monitores mundanos como os que a gente tem em casa.

O Controle de Lançamento da SpaceX, um dos mais avançados do mundo é indistinguível de um escritório qualquer, só com gente megalomaníaca que adora trabalhar com mais de um monitor (tipo eu).

Hoje, a NASA pode se dar ao luxo de disponibilizar na Internet seus dados de telemetria, como estes da Estação Espacial Internacional, temos poder de processamento de sobra, mas por outro lado bate uma certa nostalgia, ao perceber que esforços sobre-humanos e idéias geniais não são mais necessárias, mas é assim o progresso, o incrível de ontem é o mundano de hoje, e nem vou falar de como era incrível do tempo do Projeto Gemini, quando os computadores de Houston mandavam telemetria para o Controle de Lançamento na Flórida a incríveis 1000 bits por segundo.

Com informações:

1. NASA Spaceflight: A History of Innovation
2. IBM 7094
3. Computers in Spaceflight: The NASA Experience
4. How the IBM 7094 Gave NASA and the Air Force Computing Superiority in the 1960s
5. System 360 From Computers to Computer Systems
6. Apollo 11 mission control room
7. Apollo Experience Report: Real-Time Display System
8. Nasa’s Control Centers: design and history