Maanlanding 50 jaar geleden: techniek die de wereld veranderde

De eerste maanlanding 50 jaar geleden heeft niet alleen samenzweringstheorieën voortgebracht. Het Apollo-programma was de aanleiding voor veel technologische hoogstandjes en veranderde de wereld. Een kleine stap voor Neil Armstrong, een grote stap voor de techniek.

50 jaar geleden, op 20 juli 1969, daalde de Eagle-maanlander van de Appollo-11-missie neer op het maanoppervlak. In Mare Tranquillitatis zetten de astronauten Neil Armstrong en Edwin ‘Buzz’ Aldrin als eerste mensen voet op de maan. Daarmee was het doel bereikt dat president John F. Kennedy op 12 september 1962 had gesteld. De wedijver met Rusland was hierbij een drijfveer, de Russen hadden op 12 april 1961 al de eerste bemande vlucht door de ruimte op hun naam geschreven.

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA moest tal van technische hindernissen overwinnen, waaronder het navigeren en koppelen van ruimtevoertuigen in de ruimte. Er werd namelijk gekozen voor een oplossing met een aparte maanlander. Die moest na de landing weer opstijgen en koppelen met de commandomodule zich in een baan om de maan bevond. Dit leidde tot de ontwikkeling van een vooruitstrevende boord- en navigatiecomputer (Apollo Guidance Computer, AGC).

Ondanks een ongeluk met Apollo 1 op 27 januari 1967, waarbij drie astronauten om het leven kwamen, ging het Apollo-programma door. In oktober 1968 voerde de bemande Apollo 7 tests uit in een baan om de aarde. Daarbij vond ook de eerste geslaagde tv-uitzending vanuit de ruimte plaats. Met tussenpozen van drie maanden werden raketten gelanceerd, totdat in juli 1969 het ultieme doel bereikt werd. Veel mensen vroegen zich echter het nut af van de vele miljarden die in de maanreis geïnvesteerd werden.

Achteraf is duidelijk dat de ruimtewedloop talloze technologische ontwikkelingen heeft versneld of in gang gezet. NASA was met het Apollo-programma bijvoorbeeld een katalysator voor de ontwikkeling van microchips. Intel-oprichter Robert Noyce had al in 1959 de basisprincipes gedemonstreerd. Maar een industriële toepassing ontbrak, totdat NASA in 1962 besloot de boordcomputer voor de maanlanding te baseren op deze nieuwe geïntegreerde schakelingen. Noyce was destijds nog werkzaam bij Fairchild Semiconductor.

NASA ging uit van Fairchild-prototypen met de nieuwe ‘Micro Logic Elements’. Dat was een NOR-gate, bestaande uit drie transistors en vier weerstanden. Het uitgangspunt was dat met NOR-gates alle complexe logische schakelingen zijn te maken zoals een flipflop, teller of som.

De overstap naar microchip-architectuur was vooruitstrevend, maar de software die MIT Instrumentation Lab voor NASA realiseerde was dat nog meer. In wat min of meer het stenen tijdperk voor computers was, bedacht men al een multitasking-besturingssysteem met tijdslots en prioriteitstoekenning.

Voor het Apollo-programma ontwikkelde systeemkundige Margaret Hamilton dit besturingssysteem verder tot stabiele onboard-vluchtsoftware. Om te zorgen dat zelfs bij de landing alle belangrijke processen veilig werden uitgevoerd, ontwierp Hamilton met haar team job-prioriteiten en wachtrijen. De multithreading verliep net als (veel) later bij Windows 95 coöperatief: elke job moest ervoor zorgen dat hij weer rekentijd aan de andere jobs gaf.

Hamilton ontwikkelde als pionier compleet nieuwe beginselen op het gebied van softwareontwikkeling, procesmodellering, systeemarchitectuur, foutvermijding en kwaliteitscontrole en voor prioriteitsgestuurde programmauitvoer. Gezien de eisen van het Apollo-programma was ze een van de eersten die het concept software-engineering in de praktijk bracht.

Hier is een live nieuwsverslag van de Apollo-11-missie door CBS terug te zien: