Finda esta semana, a humanidade fez a sua primeira expedição a outro mundo, quando a Apollo 11 aterrou na lua e dois astronautas andaram na sua superfície. Esse momento mudou o mundo de formas que ainda hoje reverberam.
As profundas e variadas ligações do MIT a esse evento epocal – muitas das quais foram descritas no MIT News – começaram anos antes da aterragem propriamente dita, quando o Laboratório de Instrumentação do MIT (agora Draper) assinou o primeiro contrato a ser adjudicado para o programa Apollo após o seu anúncio pelo Presidente John F. Kennedy em 1961. O envolvimento do Instituto continuou durante todo o programa – e continua até hoje.
O papel do MIT na criação do sistema de navegação e orientação que levou a missão à lua e ao regresso foi amplamente reconhecido em livros, filmes, e séries de televisão. Mas muitos outros aspectos do envolvimento do Instituto no programa Apollo e no seu legado, incluindo avanços na engenharia mecânica e computacional, tecnologia de simulação, estudos biomédicos, e a geofísica da formação do planeta, têm permanecido menos célebres.
Em meio do crescente coro de recordações em vários meios de comunicação que têm aparecido por volta deste 50º aniversário, aqui está uma pequena colecção de pedaços e peças sobre alguns dos heróis não cantados e factos menos conhecidos do programa Apollo e do papel central do MIT no mesmo.
Uma nova era na electrónica
O sistema informático e o seu software que controlava a nave espacial – chamado Apollo Guidance Computer e concebido pela equipa do MIT Instrumentation Lab sob a liderança de Eldon Hall – foram realizações notáveis que ajudaram a impulsionar a tecnologia de muitas maneiras.
Os programas da AGC foram escritos numa das primeiras linguagens de compilação de sempre, chamada MAC, que foi desenvolvida pelo engenheiro do Instrumentation Lab Hal Laning. O próprio computador, o Apollo Guidance Computer de 1 pé cúbico, foi o primeiro uso significativo de chips de circuitos integrados de silício e acelerou grandemente o desenvolvimento da tecnologia de microchips que passou a mudar praticamente todos os produtos de consumo.
Numa época em que a maioria dos computadores ocupava salas inteiras controladas pelo clima, o AGC compacto era excepcionalmente pequeno e leve. Mas a maioria do seu “software” era, na realidade, de difícil ligação: Os programas eram tecidos, com minúsculos “núcleos” metálicos em forma de donut enfiados como contas ao longo de um conjunto de fios, com um dado fio passando fora do donut para representar um zero, ou através do buraco para um 1. Estas chamadas memórias de corda eram feitas nos subúrbios de Boston em Raytheon, na sua maioria por mulheres que tinham sido contratadas porque tinham experiência na indústria da tecelagem. Uma vez feitas, não havia maneira de mudar os bocados individuais dentro da corda, por isso qualquer mudança no software exigia tecer uma corda totalmente nova, e as mudanças de última hora eram impossíveis.
Como David Mindell, o Professor de História da Engenharia e Fabrico Frances e David Dibner, salienta no seu livro “Digital Apollo”, esse sistema representava a primeira vez que um computador de qualquer tipo tinha sido utilizado para controlar, em tempo real, muitas funções de um veículo que transportava seres humanos – uma tendência que continua a acelerar-se à medida que o mundo avança em direcção aos veículos que se auto-conduzem. Logo após o sucesso da Apollo, a AGC foi directamente adaptada a um jacto de caça F-8, para criar o primeiro sistema de voo por cabo para aviões, onde as superfícies de controlo do avião são movidas através de um computador em vez de cabos directos e sistemas hidráulicos. Esta abordagem é agora generalizada na indústria aeroespacial, diz John Tylko, que ensina a classe 16.895J do MIT (Engineering Apollo: The Moon Project as a Complex System), que é ensinada de dois em dois anos.
Como o computador era sofisticado para o seu tempo, os utilizadores de computadores de hoje mal o reconheceriam como tal. O seu teclado e ecrã de visualização pareciam-se mais com os de um forno microondas do que com os de um computador: um simples teclado numérico e algumas linhas de ecrãs luminosos de cinco dígitos. Mesmo o grande computador mainframe utilizado para testar o código tal como estava a ser desenvolvido não tinha teclado ou monitor que os programadores alguma vez tivessem visto. Os programadores escreviam o seu código à mão, depois escreviam-no em cartões perfurados – uma carta por linha – e entregavam o baralho de cartas a um operador de computador. No dia seguinte, as cartas seriam devolvidas com uma impressão da saída do programa. E neste tempo, muito antes do correio electrónico, as comunicações entre a equipa dependiam frequentemente de notas manuscritas em papel.
pedras sem preço
envolvimento do MIT no lado geofísico do programa Apollo também se estende até às fases iniciais de planeamento – e continua até hoje. Por exemplo, o Professor Nafi Toksöz, um especialista em sismologia, ajudou a desenvolver uma estação de monitorização sísmica que os astronautas colocaram na Lua, onde ajudou a levar a uma maior compreensão da estrutura e formação da Lua. “Foi o trabalho mais difícil que alguma vez fiz, mas definitivamente o mais excitante”, disse ele.
Toksöz diz que os dados dos sismómetros Apollo “mudaram completamente a nossa compreensão da lua”. As ondas sísmicas, que na Terra continuam durante alguns minutos, duraram duas horas, o que se revelou ser o resultado da extrema falta de água da lua. “Isso foi algo que nunca esperávamos, e nunca tínhamos visto”, recorda.
O primeiro sismómetro foi colocado na superfície da Lua muito pouco tempo depois da aterragem dos astronautas, e os sismólogos, incluindo Toksöz, começaram a ver os dados imediatamente – incluindo cada passo que os astronautas davam à superfície. Mesmo quando os astronautas regressaram ao módulo de aterragem para dormir antes da descolagem da manhã, a equipa pôde ver que Buzz Aldrin ScD ’63 e Neil Armstrong estavam a ter uma noite sem dormir, com cada atirar e virar devidamente registados nos vestígios sísmicos.
MIT O Professor Gene Simmons esteve entre o primeiro grupo de cientistas a ter acesso às amostras lunares assim que a NASA as libertou da quarentena, e ele e outros no que é agora o Departamento de Ciências da Terra, Planetárias e Atmosféricas (EAPS) têm continuado a trabalhar nestas amostras desde então. Como parte de uma conferência no campus, ele expôs algumas amostras de rocha e solo lunar na sua primeira exposição ao público, onde algumas pessoas podem até ter tido a oportunidade de tocar nas amostras.
Outras amostras na EAPS também têm vindo a estudar essas amostras Apollo quase desde o início. Timothy Grove, o Professor Robert R. Shrock de Ciências da Terra e Planetárias, começou a estudar as amostras da Apollo em 1971, como estudante de pós-graduação na Universidade de Harvard, e tem vindo a fazer investigação sobre elas desde então. Grove diz que estas amostras levaram a novas e importantes compreensões dos processos de formação planetária que nos ajudaram a compreender melhor a Terra e outros planetas.
entre outras descobertas, as rochas mostraram que as proporções dos isótopos de oxigénio e outros elementos das rochas lunares eram idênticas às das rochas terrestres mas completamente diferentes das de quaisquer meteoritos, provando que a Terra e a Lua tinham uma origem comum e levando à hipótese de que a Lua foi criada através de um impacto gigantesco de um corpo do tamanho de um planeta. As rochas também mostraram que toda a superfície da Lua tinha sido provavelmente derretida de uma só vez. A ideia de que um corpo planetário poderia ser coberto por um oceano de magma foi uma grande surpresa para os geólogos, diz Grove.
p>Muitos puzzles permanecem até hoje, e a análise das amostras de rocha e solo continua. “Ainda se encontram muitas coisas excitantes” nestas amostras, diz Grove.
P>Selecionando os factos
Na vaga de publicidade e de novos livros, artigos e programas sobre Apollo, inevitavelmente alguns dos factos – alguns triviais, alguns substantivos – foram misturados ao longo do caminho. “Há alguns mitos a serem avançados”, diz Tylko, alguns dos quais ele aborda na sua classe “Engineering Apollo”. “As pessoas tendem a simplificar demasiado” muitos aspectos da missão, diz ele.
Por exemplo, muitos relatos descreveram a sequência de alarmes que vieram do computador de orientação durante os últimos quatro minutos da missão, forçando os controladores da missão a tomar a ousada decisão de ir em frente apesar da natureza desconhecida do problema. Mas Don Eyles, um dos programadores do Laboratório de Instrumentação que tinha escrito o software de aterragem para a AGC, diz que não consegue pensar numa única conta que tenha lido sobre essa sequência de eventos que a tenha acertado completamente. De acordo com Eyles, muitos afirmam que o problema foi causado pelo facto de o interruptor do radar de rendezvous ter sido deixado ligado, de modo que os seus dados estavam a sobrecarregar o computador e a fazê-lo reiniciar.
Mas Eyles diz que a verdadeira razão foi uma sequência de eventos muito mais complexa, incluindo uma discrepância crucial entre dois circuitos que só ocorreria em circunstâncias raras e que, portanto, teria sido difícil de detectar nos testes, e uma decisão provavelmente de última hora para colocar um interruptor vital numa posição que permitisse que isso acontecesse. Eyles descreveu estes detalhes num livro de memórias sobre os anos Apollo e num artigo técnico disponível online, mas diz que são difíceis de resumir de forma simples. Mas ele pensa que o autor Norman Mailer pode ter chegado mais perto, captando a sua essência no seu livro “Of a Fire on the Moon”, onde descreve a questão como sendo causada por um “circuito furtivo” e um erro “indetectável” na lista de verificação a bordo.
algumas contas descreveram o AGC como um computador muito limitado e primitivo em comparação com o smartphone médio actual, e Tylko reconhece que tinha uma fracção minúscula do poder dos dispositivos inteligentes actuais – mas, diz ele, “isso não significa que fossem pouco sofisticados”. Enquanto o AGC tinha apenas cerca de 36 kilobytes de memória só de leitura e 2 kilobytes de memória de acesso aleatório, “era excepcionalmente sofisticado e fazia o melhor uso dos recursos disponíveis na altura”, diz ele.
Em alguns aspectos estava mesmo à frente do seu tempo, diz Tylko. Por exemplo, a linguagem de compilação desenvolvida por Laning juntamente com Ramon Alonso no Laboratório de Instrumentação utilizava uma arquitectura que, segundo ele, era relativamente intuitiva e fácil de interagir. Com base num sistema de “verbos” (acções a realizar) e “substantivos” (dados a trabalhar), “provavelmente poderia ter entrado na arquitectura dos PCs”, diz ele. “É uma interface elegante baseada na forma como os humanos pensam”
p>algumas contas chegam ao ponto de afirmar que o computador falhou durante a descida e o astronauta Neil Armstrong teve de assumir os controlos e aterrar manualmente, mas na realidade o controlo manual parcial fez sempre parte do plano, e o computador permaneceu em controlo final durante toda a missão. De acordo com o astronauta David Scott SM ’62, que utilizou o computador em duas missões Apollo, nenhum dos computadores de bordo alguma vez funcionou mal durante todo o programa Apollo: “Nunca tivemos um fracasso, e penso que isso é um feito notável”
Nos bastidores
No auge do programa, um total de cerca de 1.700 pessoas no Laboratório de Instrumentação do MIT estavam a trabalhar no software e hardware do programa Apollo, de acordo com Draper, o sucessor do Laboratório de Instrumentação, que saiu do MIT em 1973. Alguns deles, tais como o quase legendário “Doc” Draper – Charles Stark Draper ’26, SM ’28, ScD ’38, antigo chefe do Departamento de Aeronáutica e Astronáutica (AeroAstro) – tornaram-se amplamente conhecidos pelos seus papéis na missão, mas a maioria fez o seu trabalho em quase anonimato, e muitos passaram a tipos de trabalho completamente diferentes após o fim do programa Apollo.
Margaret Hamilton, que dirigiu a Divisão de Engenharia de Software do Laboratório de Instrumentação, era pouco conhecido fora do próprio programa até que uma foto icónica dela ao lado das pilhas originais do código AGC começou a fazer as rondas nas redes sociais em meados dos anos 2010. Em 2016, quando lhe foi atribuída a Medalha Presidencial da Liberdade pelo Presidente Barack Obama, o Professor do MIT Jaime Peraire, então chefe da AeroAstro, disse de Hamilton que “ela foi uma verdadeira pioneira da engenharia de software, e não é hipérbole dizer que ela, e a Divisão de Engenharia de Software do Laboratório de Instrumentação que ela liderou, nos colocou na lua”. Depois da Apollo, Hamilton fundou uma empresa de serviços de software, que ela ainda lidera.
p>Muitos outros que desempenharam papéis importantes nesse desenvolvimento de software e hardware também tiveram os seus papéis pouco reconhecidos ao longo dos anos. Por exemplo, Hal Laning ’40, PhD ’47, que desenvolveu a linguagem de programação para a AGC, também concebeu o seu sistema operativo executivo, que empregou o que era na altura uma nova forma de lidar com múltiplos programas ao mesmo tempo, atribuindo a cada um deles um nível de prioridade para que as tarefas mais importantes, como o controlo dos propulsores do módulo lunar, fossem sempre tratadas. “Hal foi a pessoa mais brilhante com quem tivemos a oportunidade de trabalhar”, disse o engenheiro do Instrumentation Lab, Dan Lickly, à MIT Technology Review. E esse sistema operativo orientado por prioridades revelou-se crucial para permitir que a aterragem da Apollo 11 prosseguisse em segurança apesar dos 1202 alarmes disparados durante a descida lunar.
Embora a maioria da equipa que trabalhava no projecto fosse masculina, a engenheira de software Dana Densmore recorda que, em comparação com a força de trabalho fortemente dominada por homens na NASA na altura, o laboratório do MIT era relativamente acolhedor para as mulheres. Densmore, que era um supervisor de controlo do software de aterragem lunar, disse ao The Wall Street Journal que “a NASA tinha algumas mulheres, e mantiveram-nas escondidas. No laboratório era muito diferente”, e havia lá oportunidades para as mulheres assumirem papéis significativos no projecto.
Hamilton recorda o ambiente no Laboratório de Instrumentação naqueles dias como um ambiente de verdadeira dedicação e meritocracia. Como ela disse ao MIT News em 2009, “Apresentar soluções e novas ideias foi uma aventura. Dedicação e compromisso eram um dado adquirido. O respeito mútuo era generalizado. Porque o software era um mistério, uma caixa negra, a gestão superior deu-nos total liberdade e confiança. Tivemos de encontrar uma forma e encontrámos. Olhando para trás, éramos as pessoas mais sortudas do mundo; não havia outra escolha senão sermos pioneiros”