Удобная справка по всем рабочим станциям центра управления космической программой «Аполлон»
Редакции журнала Ars Technica удалось провести довольно много времени в восстановленной комнате управления полётами миссии «Аполлон» в Космическом центре имени Линдона Джонсона в Хьюстоне, Техас. Мы побеседовали с Саем Либерготом, полётным диспетчером НАСА в отставке, пинимавшим участие в нескольких из наиболее известных пилотируемых миссий, включая «Аполлон-11» и «Аполлон-13». Но в статью, где мы приводим эту беседу и другие подробности тура, просто не удалось вместить все детали и диаграммы всех различных полётных консолей.
Однако наши читатели обожают космос, и мы не могли не выпустить эту информацию. Поэтому перед вами – подробный тур от одной консоли к другой, по 2-й комнате исторического центра управления полётами Historical Mission Operations Control Room 2, или MOCR 2. MOCR 2 использовали почти для всех миссий «Джемини» и «Аполлон», а в конце 1990-х её восстановили до первоначального состояния. Её можно посетить, приехав в Хьюстон, но дальше стеклянной витрины в гостевой галерее вы всё равно не попадёте, а этого недостаточно. Поэтому пристегнитесь и приготовьтесь к подробному изучению консолей MOCR 2.
План помещения
Для большей части миссий «Аполлон» расположение консолей в MOCR 2 оставалось неизменным. Каждая станция работала с определённой группой взаимосвязанных функций; какие-то следили за оборудованием корабля, какие-то за ПО, или его расположением в космосе, или за командой. Вот, как это всё работало для большинства миссий:
Проекционные экраны
Главенствующее положение в MOCR 2 занимает пять проекционных экранов (с проекцией изображения сзади), над которыми находятся девять экранов поменьше, с хронографической информацией. Крупный центральный экран, который Сай Либергот называет «десять на двадцать» (его размеры – 10х20 футов [3х6 м]), в основном использовался для демонстрации местоположения корабля и статуса текущей фазы миссии, при помощи сложной системы физических слайдов, накладывающихся на графики, или столбцы с числами. За экранами в нескольких местах располагались мощные видеопроекторы "Эйдофор" с кварцевыми лампами, изображения с которых отражались от зеркал и поступали на поверхность экранов.
Видеопроектор «Эйдофор»
Боковые экраны можно было использовать для демонстрации тех же каналов, что и на отдельных экранах консолей; Сай отметил, что во время работы миссий «аполлон» на экранах слева могли демонстрироваться история команд корабля и текущая страница полётного плана; самый правый эйдофор использовался для передачи телевизионных изображений, как с камер, используемых в самой миссии, так по необходимости и с телеканалов. Изображения, которые эйдофоры проецировали на экраны, создавались компьютерными мейнфреймами, и были чёткими и яркими.
Проекция траектории спуска лунного модуля «Аполлон-11» во время первого пилотируемого прилунения.
Ещё одно фото проекционных экранов 1968 года; показано типичное освещение MOCR 2.
Схема вывода проекции на главный экран 10х20
Первый ряд – «траншея»
Первый ряд диспетчеров называли «траншеей». Это был, как сказал Сай, «самый нижний и тёмный» из рядов консолей, поскольку он располагался ближе всего к большим экранам, находясь в передней части комнаты. Там люди занимались в основном тем, что сейчас делает корабль и куда направляется.
BOOSTER
С левого края «траншеи» находится консоль BOOSTER. Во время запуска её обслуживало три человека, и каждый из них отвечал за один из трёх этапов работы сверхтяжёлой ракеты "Сатурн-5". Диспетчеры BOOSTER проводили критически важную работу во время фазы запуска в каждой миссии, отслеживая эффективность каждого этапа, гарантируя, что сложная система вывода на орбиту правильно работала в течение девяти минут подъёма, а потом ещё и в фазе отправки корабля в сторону Луны с низкой орбиты Земли, когда запускалась третья ступень. По окончанию манёвра до конца полёта консоль занимал персонал, связанный с научными экспериментами.
Диаграмма консоли BOOSTER
Левая часть консоли BOOSTER, наши дни
Правая часть консоли BOOSTER
RETRO
Справа от BOOSTER находится консоль управления тормозной двигательной установкой RETRO. Если BOOSTER в основном отвечала за полёт корабля в сторону от Земли, то RETRO отвечала за его возвращение. У RETRO был список вариантов отмены – процедур, описывавших, что делать, когда что-то пошло не так – для фазы возвращения, а также на ней отслеживали основной двигатель сервисного модуля, когда он работал на выход с окололунной орбиты и возвращение к Земле.
Диаграмма консоли RETRO
Консоль RETRO сегодня
FDO
Вторая консоль справа – место работы командира полётной динамики [flight dynamics officer], с аббревиатурой FDO и произношением «файдо». FDO отслеживала траекторию корабля на всех этапах миссии. FDO примечательна тем, что во время миссий «Аполлон» была единственной, кроме консоли директора полётов, с которой можно было напрямую отменить запуск миссии при помощи специального набора выключателей. Эта большая ответственность происходит из роли FDO, которая заключается в отслеживании пути корабля; отклонения от запланированной траектории могли означать наличие потенциально катастрофических проблем, и потребовали бы быстрых действий для сохранения жизней членов команды.
Диаграмма консоли FDO
Даже после запуска роль FDO оставалась важной, поскольку во время всех фаз миссии в первую очередь все думали о траектории корабля. Для того, чтобы достичь Луны, недостаточно было просто направить корабль в сторону текущего местоположения спутника и запустить двигатели; траекториями были тщательно рассчитанные петли вокруг постоянно движущихся небесных тел. Изменение пути корабля на доли градуса отделяло удачный спуск от сокрушительного смертельного падения во время возвращения.
Панели запроса на отмену на консоли FDO в наши дни
GUIDO
Командир управления наблюдал за основной системой управления «Аполлона», системами контроля и навигации (Primary Guidance, Navigation, and Control Systems, PGNCS) как на командном модуле, так и на лунном модуле, а также отвечал за системой правления отменой (Abort Guidance System, AGS). GUIDO отслеживала такие вещи, как скорость и вектор движения, сообщавшиеся находившимися на борту системами, и обеспечивала, чтобы представления компьютеров корабля о его местонахождении соответствовали реальности.
Во время посадочной фазы «Аполлона-11» ошибки в списке необходимых функций привели к тому, что компьютер лунного модуля PGNCS оказался перегружен инструкциями и не смог выполнить всего, что от него требовали. Зазвучала тревога посадочного модуля, и Стиву Бейлсу, дежурившему у GUIDO вместе со своей командой, пришлось решать, отменять ли посадку. За 30 секунд они сумели определить причину проблемы и то, что можно было безопасно продолжать миссию. Это ещё один пример того, как близкое знакомства диспетчера с системами корабля позволило ему быстро найти основную причину сложной проблемы и спасти миссию от преждевременного завершения.
Диаграмма консоли GUIDO
Второй ряд
Следующий ряд консолей поднят примерно на полметра. Если сделать шаг вверх, то из «траншеи» попадаешь во второй ряд, где стоит печально известная консоль SURGEON.
SURGEON
Самая левая консоль второго ряда – это SURGEON, и за ней сидел врач – полётный хирург – отслеживавший здоровье команды. На его консоль выводились электрокардиограммы и электропневмограммы команды, на которых было видно пульс и частоту дыхания астронавтов, а также данные с других датчиков, прикреплённых к их телам.
Диаграмма консоли cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2012/10/liebergot-layout-SURGEON.jpg
Нелюбовь пилотов – и астронавтов – к докторам широко известна. Чаще всего это объясняется тем, что пилот выходит от доктора в одном из двух состояний – годен и не годен. Антагонизм астронавтов и полётных хирургов, которые должны поддерживать первых в здоровом и живом состоянии, хорошо задокументирован в популярной культуре; безумие, охватившее астронавтов «Меркурия» в фильме "Парни что надо", не так уж далеко от реальности, и эта состязательность сохранялась во время миссий «Джемини» и «Аполлон».
Склонность к героизации астронавтов приводила к тому, что люди, дежурившие у консоли SURGEON, часто имели плохую репутацию. Именно главный специалист этой консоли (позже – директор направления наук о жизни в Космическом центре имени Линдона Джонсона) Чак Бери порекомендовал оставить на земле члена команды «Аполлон-13» Кена Маттингли из-за того, что он мог иметь контакт с корью. Это привело к назначению Джека Свигерта на поздних этапах тренировок, что очень расстроило командира миссии Джима Ловелла. Казалось, что полётные хирурги были причиной всяческих проблем для команд.
Сай засмеялся, вспоминая роль дежурного на консоли SURGEON во время миссий «Аполлона». «Он появлялся за 20 минут до начала миссии, знал, где именно стоит камера в том углу, и просто стоял там и причёсывался». Он покачал головой. «Они были бесполезными». Он рассказал историю о том, что во время симуляций «Джемини» тогдашний директор полётов Крис Крафт попросил одного из техников вывести предварительно записанную плёнку с электрокардиограммой человека, переживавшего сердечный приступ, на консоль SURGEON, и потом, во время проигрывания плёнки запросил у дежурных по консоли информацию о состоянии команды. «И они сказали, что у тех всё в порядке!» – фыркнул Сай.
CAPCOM
Если астронавты считали, что консоль SURGEON была наименее полезной, то следующая станция, CAPCOM, имела совершенно противоположную репутацию. CAPCOM или «коммуникатор с капсулой», была единственной консолью, с которой можно было напрямую общаться с командой космического корабля. Это ограничение было введено как с точки зрения управления ресурсами, чтобы все передачи на корабль и с него легко было отслеживать для расшифровки, так и с точки зрения безопасности команды, чтобы та получала чёткие инструкции от единственного источника. За все миссии «Джемини» и «Аполлона» только единожды к команде обратился кто-то, не имевший отношения к CAPCOM, и это произошло во время миссии «Джемини-4», когда Крис Крафт, сидевший за консолью директора полётов, дал команду астронавту Эду Уайту, находившемуся в открытом космосе, прервать прогулку и вернуться в капсулу. Крафт нарушил собственные правила работы диспетчера из-за того, что Уайт опасно близко подошёл к границам безопасности миссии и временных рамок, пытаясь превзойти рекорд Алексея Леонова, выходившего в открытый космос за три месяца до этого.
Диаграмма консоли CAPCOM
Консоль CAPCOM всегда была занята астронавтом, не в последнюю очередь для того, чтобы команда космического корабля всегда могла слышать дружественный и хорошо знакомый голос по радио. Кроме того, астронавты знали схему космического корабля и то, как он работал, что было очень полезно и помогало дежурному описывать всё на языке, понятном команде.
EECOM
Справа от CAPCOM находится EECOM – контроллер электричества, среды и коммуникаций. Коммуникации убрали из ведения EECOM после миссии «Аполлон-10», оставив его следить за электрической и жизнеобеспечивающей системами командного и сервисного модулей. Это был довольно широкий спектр ответственности, и когда началась программа космического шаттла, консоль EECOM разбили на две отдельных.
Диаграмма консоли EECOM
EECOM была основной консолью для Сая Либергота, с которой он и другие операторы отслеживали генерацию и распределение питания по кораблю, и критически важные для жизнеобеспечения системы – как топливным ячейкам, генерирующим электричество, так и живым членам экипажа требовался кислород для работы.
Консоль EECOM сегодня
GNC
Ещё одной станцией справа был GNC – наведение, навигация и контроль. Если GUIDO управляла навигационным компьютером и ПО корабля, то GNC отвечала за всё оборудование, благодаря которому «Аполлон» шёл в нужном направлении. Оператор GNC отслеживал состояние систем управления реакцией и основным двигателем сервисного модуля, а также оборудования систем наведения.
Диаграмма консоли GNC
Консоль GNC сегодня
TELMU
TELMU, ещё один акроним – модуль телеметрии, электричества и мобильности EVA. Это был двойник EECOM, отвечавший за лунный модуль, следивший за его системой жизнеобеспечения и питания, точно так же, как EECOM делал это с командным модулем. У лунного модуля не было топливных ячеек из-за очень строгих ограничений по весу, поэтому TELMU приходилось отслеживать состояние аккумуляторов модуля во время приземления. TELMU играла важную роль в реализации плана по использованию лунного модуля «Аполлона-13» в роли спасательной капсулы, чтобы решить внешне неразрешимую задачу класса «курица или яйцо» – как подавать питание в лунный модуль во время движения модуля по инерции.
Консольная диаграмма TELMU
TELMU (на заднем плане) и CONTROL (на переднем) сегодня
CONTROL
Как TELMU была двойником EECOM для лунного модуля, так и CONTROL была двойником GNC для лунного модуля. CONTROL обрабатывала всё, связанное с оборудованием систем наведения лунного модуля, включая радар, позиционные двигатели, ракеты взлёта и посадки, в то время, как за ПО и компьютерами лунного модуля наблюдала из «траншеи» GUIDO. (Лунный и командный модули использовали, по сути, одинаковые компьютеры и схожее ПО, поэтому имело смысл, что одна станция работала с обеими кораблями). CONTROL – это самая правая консоль во втором ряду.
Диаграмма консоли CONTROL
Ещё один кадр консоли CONTROL (на переднем плане) и TELMU (на заднем) в наши дни
Третий ряд
Ещё один шаг вверх, и ещё один ряд консолей. В третьем ряду бросается в глаза консоль FLIGHT, где окончательно останавливается фишка из поговорки.
INCO
Снова начиная слева, первой стоит станция INCO – дежурный по инструментарию и коммуникациям. Эту позицию создали после миссии «Аполлон-10», и она отслеживала системы коммуникаций как командного, так и лунного модулей, забрав эти задачи у консолей EECOM и TELMU соответственно.
PROCEDURES
Справа от INCO стоит консоль организаций и процедур – PROCEDURES, или O&P, которая гарантировала, что все диспетчеры «следовали всем нашим процедурам при запросах данных или общении с людьми, описанным в нашей инструкции по управлению полётами, — пояснил Сай. – Допустим, если мне, как EECOM, нужно было запросить распечатку данных или запись голоса, я должен был заполнить определённую форму, указать время по стандарту GMT – от и до, и на какую тему, и всё это шло через эту консоль».
Общая диаграмма для INCO и PROCEDURES
Assistant FLIGHT
Слева от директора полётов находится консоль ассистента. Assistant FLIGHT копирует все обязанности директора, отслеживает работу миссии и дополняет контроль со стороны директора. «Ассистент директора сидел там и делал всё, что ему скажет директор», — пошутил Сай.
Диаграмма консоли Assistant FLIGHT
FLIGHT
Консоль директора FLIGHT была «дирижёром оркестра», как говорит Сай. У FLIGHT было последнее слово в том, чтобы делать всё необходимое для безопасности полёта и успеха миссии, именно в таком порядке приоритетов. Концепция центральной неоспоримой власти, управляющей миссией, была принята после инцидента на миссии «Меркурий», когда менеджеры НАСА наложили вето на решение Криса Крафта. Во время миссий «Джемини» и «Аполлон» единственным способом для НАСА отменить приказ директора было уволить его.
Диаграмма консоли FLIGHT
Во время запуска консоль полётного директора была одной из двух консолей (вторая – FDO), с которой можно было напрямую послать команду отмены, в результате чего в корабле начала бы мигать лампочка ABORT REQUEST, и по этому сигналу командир корабля должен был потянуть рукоятку ABORT. В зависимости от того, на каком этапе запуска была бы дана такая команда, это привело бы к различным радикальным действиям, включая потенциальную возможность запустить небольшую твердотопливную ракету системы избегания запуска, соединённую с капсулой «Аполлона». Она оторвала бы капсулу от ракеты и увела бы команду в безопасное место. К счастью, отменять запуск миссий «Аполло» так и не пришлось.
Кроме команды ABORT REQUEST, в остальном консоль FLIGHT была пассивной. Она отслеживала дисплеи, коммуникации, координировала работу всех директоров в центре управления, и гарантировала, что миссия идёт согласно плану. Также там в специальных журналах хранилась детальная документация о прогрессе миссии. FLIGHT постоянно отслеживала действия всех диспетчеров и команды, и часто ей приходилось уделять пристальное внимание сразу нескольким вещам. В кризисные моменты дежурный консоли собирал рекомендации персонала и решал, что стоит предпринять.
Консоль FLIGHT в наши дни
Вид на станцию EECOM, где работал Сай Либергот, с места директора полётов
Панель отчёта о статусе, через которую диспетчеры информировали директора о разных вещах
Ещё одна примечательная особенность консоли FLIGHT – индикаторная панель над левым экраном, сообщающая о разных событиях (панель №3 на диаграмме выше). Она была напрямую подключена к другим комнатам управления, чтобы показывать статус всех их. Самое известное её применение – перед запуском или критически важным событием миссии, когда диспетчеры могли давать сигнал «поехали», если всё шло хорошо, или «отмена», когда они видели что-то ненормальное. Сай пояснил, что диспетчеры также использовали свои статусные панели во время пересменки, или когда им нужно было ненадолго отлучиться. «Когда мы передавали управление, я включал жёлтый, — сказал Сай, нажимая среднюю кнопку, — и полётный директор говорил: ОК, ребята, дайте мне жёлтый свет, когда вы у консоли, и зелёный, когда вы будете готовы рассказать, что случилось у предыдущей смены». Цветная панель давала мгновенно понятное визуальное отображение того, были ли готовы все диспетчеры, или нет. «Он знал, — сказал Сай, — что мы были готовы».
Крупный план консоли директора полётов Джина Кранца во время миссии «Аполлон-13». Зелёный индикатор слева вверху от центра показывает статус остальных MOCR.
FAO
Диспетчер лётной деятельности, FAO, отвечал за расписание миссии. Он сидел справа от директора полётов и гарантировал, что все запланированные действия в каждой миссии проходили по графику. Для этого требовалось серьёзное знание устройства систем корабля, поскольку FAO нужно было ознакомиться с содержимым всех проверочных списков всех миссий и понимать, сколько времени займёт каждый шаг.
Диаграмма консоли FAO
NETWORK
Самая правая консоль третьего ряда — NETWORK, работавшая, как интерфейс с глобальной сетью сбора данных MSFN и станциями-передатчиками, обслуживавшими НАСА. Не все наземные станции были на 100% надёжными, и NETWORK часто была загружена тем, чтобы гарантировать, что центр управления получает все необходимые ему данные. Отказавший компьютер, расположенный в сотнях или тысячах километров от центра, который надо было починить, был проблемой NETWORK; от диспетчера консоли в случае отказа требовалось сообщить центру управления, когда всё снова заработает. Но работа NETWORK не заканчивалась на этом – дежурный отвечал за передачу данных внутри комплекса, и даже служил первой инстанцией техподдержки для других консолей. «Если у нас была проблема с дисплеем, мы шли к нему, — вспоминал Сай. – У него была реально тяжёлая работа».
Диаграмма консоли NETWORK
Четвёртый ряд
Верхний ряд управления полётом был зарезервирован для менеджеров и связей с общественностью.
PAO
Связи с общественностью играли чрезвычайно важную роль в космической программе, и у отдела по связям с общественностью была собственная консоль, PAO, за которой сидел диспетчер, работавший «голосом» центра управления для общественности. PAO озвучивала работу миссии, и это передавали по радио и телевидению. Комментарии PAO помогали общественности понять, что она видит на экранах во время телевизионных фрагментов миссии, а также давала новостным изданиям информацию для их материалов.
«Этих ребят часто можно было видеть, — шутит Сай, — потому что телекамера стояла вон там в углу, наверху».
Диаграмма консоли PAO
Консоль PAO в наши дни, с портативным динамиком на краю
Директор полётных операций
Рядом стояла консоль директора полётных операций. За ней сидел старший директор пилотируемых кораблей, работавший посредником между центром управления полётами и менеджментом космического центра. Во время миссий «Аполлона» в этом кресле часто сидел Крис Крафт.
Диаграмма консоли директора полётных операций
NASA HQ
Эта позиция работала посредником между командой центра управления полётами и штаб-квартирой НАСА в Вашингтоне, О.К. Сай отметил, что представителю штаб-квартиры редко приходилось что-то делать, однако там обычно кто-то сидел и смотрел на консоль.
Диаграмма консоли штаб-квартиры НАСА
Министерство обороны
Последнее место диспетчера, с правого края, было зарезервировано для представителя министерства обороны, обычно генерала. Присутствие минобороны в гражданском агентстве на первый взгляд кажется необычным, однако военные отвечали за координацию спасательных миссий для «Джемини» и «Аполлона» после приводнения астронавтов. Сегодня списанная консоль может похвастаться очень клеевым красным телефоном.
Диаграмма консоли представителя министерства обороны
Красный телефон, украшающий консоль
Внутренности консолей
В MOCR 2 осталось очень мало оригинальных проводов и схем. В изначальные планы НАСА по реставрации комнаты входило обеспечение каждой консоли мигающими огоньками, чтобы придать динамики комнате и «обеспечить посетителям реалистичное понятие о том, на что была похожа комната управления в эру миссий ''Аполлона''». К сожалению, денег на эту часть реставрации просто не хватило, и хотя в консолях MOCR 2 сегодня содержится много панелей «Аполлона», все они представляют собой отсоединённые пустые оболочки.
Одна из консолей, заполненная железом эры космических шаттлов. Справа вверху на плате виден штамп «июль 1980».
Внутренности одной из станций. У различных плат имеются штампы 1968 и 1969 года. Чёрные трубки, судя по всему, связаны с пневматической системой.
Автор: Вячеслав Голованов
