Dick Battin se paró en su camino de entrada en la helada Nueva Inglaterra antes del amanecer en octubre de 1957, forzando la vista para ver volar al Sputnik sobre su cabeza. Ver ese pequeño punto de luz en silencio en el cielo hizo latir el corazón de Battin. ¡Un trozo de metal hecho por el hombre en realidad orbitaba la Tierra!
Caminando de regreso a su casa, la mente de Battin se aceleró. Oh, cómo deseaba que nunca hubiera dejado el Laboratorio de Instrumentación del MIT hace un año y medio. Lo había lamentado desde el día en que decidió pasar a lo que creía que eran pastos más verdes. Pero ahora, su arrepentimiento se convirtió en una firme resolución de volver al Laboratorio de alguna manera, porque sabía, estaba absolutamente seguro, sin duda, que Doc Draper estaría metiendo su mano en esta nueva aventura de exploración espacial. Y Battin también quería entrar.
Doc, el Dr. Charles Stark Draper, había creado un laboratorio de enseñanza a principios de la década de 1930 para sus clases de aeronáutica en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Al principio, el laboratorio permitió a los estudiantes obtener experiencia práctica con cosas como el cableado del combustible y los indicadores de altitud para los aviones, pero con el tiempo se convirtió en un laboratorio completo, desarrollando la instrumentación necesaria para la navegación de la aeronave. Durante la Segunda Guerra Mundial, el Laboratorio de Draper se expandió y se mudaron del campus a la antigua fábrica de lustradores de calzado Whittemore junto a las vías del ferrocarril en la avenida Massachusetts de Cambridge.
El laboratorio se hizo conocido como el Laboratorio de Desarrollo de Instrumentos Confidenciales, produciendo avances tecnológicos como los primeros sistemas de guía y equipos giroscópicos que condujeron a la mira Mark 14 utilizada por el armamento antiaéreo de la Armada. Alrededor de 85,000 de los cañones fueron producidos en una compañía llamada Sperry Gyroscopes, construyendo la reputación de Draper dentro de las fuerzas armadas y su prestigio en el MIT, ya que la realeza de los cañones se convirtió en una fuente principal de financiamiento para la universidad.
Pero el orgullo, la alegría y el enfoque primario de Draper surgieron al inventar una aplicación práctica para instrumentos inerciales especializados (giroscopios y acelerómetros) para realizar una navegación autónoma a bordo. Basado en los sistemas de guía de misiles, Draper creó un nuevo sistema que podría calcular continuamente a través de cálculos muertos la posición, orientación y velocidad de un avión. Eliminaría la necesidad de métodos de navegación más arduos, como la navegación por radio o los pilotos que realizan avistamientos de estrellas celestiales para trazar un "arreglo" en un mapa. Con unos pocos movimientos y avances más, Draper sintió que su sistema posiblemente podría "pilotar un avión de forma autónoma".
En una prueba audaz de las tecnologías de guía, navegación y control (GN&C) de Draper en 1953, él y otros siete ingenieros del Laboratorio de Instrumentación del MIT (su nuevo nombre de posguerra) volaron de costa a costa con su Equipo de Referencia de Inercia Espacial (SPIRE) sistema instalado en la parte posterior de un bombardero B-29. SPIRE dirigió automáticamente el vuelo del avión, la primera implementación funcional de lo que se llama navegación inercial: un sistema autónomo que rastrea la posición y traza un rumbo. Despegaron de la Base de la Fuerza Aérea Hanscom en Massachusetts y volaron a Los Ángeles, con un piloto humano a bordo solo para despegar y aterrizar, y en caso de que el sistema fallara. También a bordo, el periodista Eric Sevareid y su equipo de filmación documentaron el viaje, hablando con Draper en el camino sobre posibles usos futuros de este sistema de navegación autónomo, incluido, quizás un día, para naves espaciales. Espectacularmente, el B-29 llegó precisamente al destino correcto, incluso haciendo correcciones de último minuto para vientos laterales. Sevareid concluyó su informe diciendo: "Tal vez se podría decir que este es un pequeño paso hacia la era de los viajes espaciales".
La razón de Draper para volar a Los Ángeles fue presentar un documento sobre el sistema SPIRE en una conferencia. Durante el histalk, alguien se puso de pie y dijo: “¡Esto es ridículo! Nunca podría funcionar. Draper respondió con calma. "Bueno, simplemente volé por todo el país usándolo".
Con las nuevas y mejoradas versiones de SPIRI, los sistemas de guía inercial comenzaron a usarse en barcos y aeronaves, revolucionando los viajes aéreos al proporcionar una precisión precisa para vuelos globales. Los sistemas fueron especialmente cruciales para los misiles balísticos lanzados desde submarinos de la era de la Guerra Fría y misiles guiados por cohetes, los cuales debían guiarse de manera hermosa hacia sus objetivos sin comunicaciones de radio porque esas transmisiones podrían exponer su presencia. Los sistemas GN&C basados en la inercia del laboratorio fueron fundamentales para el programa de misiles submarinos UGM-27Polaris y los misiles lanzados por los cohetes Atlas y Titan.
El mismo Draper era piloto, aventurero e intelectual: ingresó a la universidad a la edad de 15 años, y la leyenda dice que se inscribió en más cursos en el MIT que nadie. Y él era un ser humano absolutamente encantador. Todos los que lo conocían lo llamaban "Doc", y se convirtió en una figura paterna para muchos. Draper pudo recordar instantáneamente los nombres y los rostros de las cientos de personas que trabajaron en el laboratorio a lo largo de los años, o los miles de estudiantes que enseñó, incluso décadas después de graduarse.
Dirigiendo el laboratorio, Draper hizo que todos se sintieran importantes, ya fuera el ingeniero principal, el secretario o el conserje. Bob Seamans de la NASA fue alumno y protegido de Draper y trabajó en el laboratorio durante quince años. Recordó a Draper diciendo: "Trabajando aquí puede que no tengas dinero para los bebés o los caballos, ¡pero nos vamos a divertir!" Draper construyó un botón debajo de su escritorio que activó un relé para el gran reloj de la oficina principal, adelantando las manecillas una hora. Esto indicaba que ya era hora de cócteles, y Marie Allen, la fiel secretaria de Draper, rompería los espíritus. Doc poseía otra habilidad legendaria, beber todos los demás debajo de la mesa.
Draper, una autodescrita “mecánica de pulgar grasienta”, ha sido llamada ingeniero heterogéneo, ya que entendió todos los ángulos del trabajo realizado por el laboratorio. Podía ser encontrado en el taller, pero poseía la perspicacia para tratar con políticos o jefes militares. Draper entendió intuitivamente las matemáticas y la física complejas, pero también obtuvo un título en psicología. Era un empresario astuto, pero su mayor amor e interés era la educación. Heran el departamento de aeronáutica del MIT al mismo tiempo que operaba el laboratorio y también era responsable de un programa de educación para capacitar a oficiales militares en la tecnología de orientación que estaban implementando en el campo. Los procesos educativos que creó en el MIT y el Laboratorio de Instrumentación dieron un verdadero significado al lema del MIT, "Mens et Manus", Mente y Mano. Transmitió sus brillantes métodos de liderazgo a una larga lista de futuros líderes.
Vea más imágenes del Laboratorio de Instrumentación del MIT, ahora conocido como Draper, en su sitio web especial "Hack The Moon" para el 50 aniversario del Apolo.
Y Draper se rodeó de otras personas brillantes, con varios ex alumnos que se quedaron a trabajar en el laboratorio. En la década de 1950, David Hoag se convirtió en el director técnico para el desarrollo de sistemas de mira y guía, mientras que Milton Trageser era gerente de proyecto. J. Halcombe Laning trabajó en el lado de la informática, creando el primer compilador algebraico en 1953 (lo llamó George), lo que condujo a mejoras en la famosa computadora Whirlwind de MIT, una de las primeras computadoras de tubo de vacío a gran escala, desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial. Battin se unió al equipo en el 51, y siempre sintió que Laning era su mentor, además de un buen amigo.
Los primeros días de Battin en el laboratorio se dedicaron a trabajar en sistemas de orientación clasificados, pero, por supuesto, no existían libros de texto sobre el tema. Casi todo lo que descubrieron en el Laboratorio se convirtió en material de libros de texto en el futuro, como su sistema de guía Q, nombrado después de una matriz fundamental que derivaron, que formó para siempre la base de los tipos de sistemas de guía de cómputos necesarios para operar.
Pero luego Battin cometió lo que siempre consideró el peor error de su vida, pensando que necesitaba explorar otras perspectivas en sus opciones de trabajo. Salió del laboratorio para unirse a una empresa de consultoría, pero al final no le gustó nada desde el principio: el trabajo no fue interesante (hizo control de inventario) y requirió viajes frecuentes (no le gustaba estar lejos de su familia).
Al mantenerse en contacto con HalLaning, Battin aprendió, después del Sputnik, algunos detalles sobre una posible nave espacial con la que el Laboratorio estaba incursionando, donde Laning estaba llevando a cabo rudimentarias simulaciones por computadora de vuelos de ida y vuelta al planeta Marte. Ese dato de información tentadora fue la gota que colmó el vaso. Battin tomó la mejor decisión de su vida, regresar al Laboratorio de Instrumentación del MIT.
En 1957, se unió oficialmente al trabajo de Laning en un contrato de la Fuerza Aérea para sistemas de guía de misiles balísticos, pero una pequeña cláusula en el contrato indicaba que el Laboratorio podía dedicar una pequeña cantidad de tiempo a otras investigaciones y desarrollos independientes relacionados con la orientación. Esa investigación se convirtió en una pequeña nave espacial conocida como la sonda de Marte. La idea original de Laning era que, dado que casi todos pensaban en el espacio en esos días, él no iba a sentarse y esperar a que se le pidiera que desarrollara un sistema de guía espacial, simplemente decidió, con la bendición del Dr. Draper, hacerlo.
Milt Trageser dirigió el diseño de la nave espacial, y junto con Laning, Battin, Eldon Hall, Ralph Ragan y algunos otros, este nuevo equipo "espacial" construyó un pequeño modelo de madera de la nave espacial, estudió lo que se necesitaría para orientación y navegación, y realizó Cálculos preliminares de trayectorias a Marte. Descubrieron que la trayectoria más eficiente hacia el Planeta Rojo podría hacerse con una fecha de lanzamiento en diciembre de 1962 y la sonda oscilaría alrededor de Marte el 15 de febrero de 1963. Una cámara a bordo tomaría una fotografía más cerca de Marte. No quiero hacer que esto sea demasiado complicado y arruinar su única oportunidad, y volvería a la Tierra con un viaje de tres años, chapoteando en el Golfo de México para recuperar el bote de película. El mayor desafío fue encontrar técnicas de guía para un viaje de esa longitud que se pudiera calcular únicamente a bordo de la nave espacial. Un vehículo que recorre tales distancias ciertamente no podría controlarse desde el suelo, al menos no con la tecnología de radio disponible en ese momento.
Discutieron sus ideas con los astrónomos del Observatorio de Astrofísica del Smithsonian en Cambridge, quienes inmediatamente les dijeron a Battin y Laning que estaban locos. Los astrónomos preguntaron: “¿Cómo vas a llegar a Marte? Ni siquiera sabes dónde está Marte ".
Y tenían razón. En ese momento con solo observaciones terrestres, la incertidumbre de la ubicación absoluta de Marte en un momento dado era, más o menos, 20,000 millas. Pero lo que los astrónomos no entendieron fue Laning y Battin no estaban planeando confiar en mediciones terrestres. En cambio, las mediciones se realizarían a bordo de la nave espacial, con la navegación calculada en el camino. Battin comparó el concepto con conducir de Boston a Nueva York: "No necesito saber la latitud y longitud de la ciudad de Nueva York para llegar allí", dijo. "Puedo conducir hasta allí, siempre que pueda ver a dónde voy. No necesito que alguien en Boston me diga dónde estoy y qué tan rápido debería ir y hacia dónde debería apuntar. Solo busco Nueva York y la busco ”.
El equipo de Mars Probe se dio cuenta de que una pequeña computadora a bordo para dirigir las operaciones de la nave espacial sería el componente más crítico que podrían diseñar, y para probar sus ideas, recurrieron al poder de la computadora Whirlwind del MIT. Esta gigantesca computadora estaba alojada en un enorme edificio, y antes de encender Whirlwind, el equipo del Laboratorio debía notificar primero a la central eléctrica de Cambridge, debido a la tremenda tensión que la computadora ejercía sobre el sistema eléctrico de la ciudad.
El equipo ingresa cuidadosamente sus cálculos mediante el uso de una cinta perforada similar a una tarjeta perforada, sin exceder cuidadosamente las 1.024 palabras de memoria de 16 bits de Whirlwind. Esto era lo último en tecnología a fines de la década de 1950, pero todas esas limitaciones hicieron que la idea de colocar una pequeña computadora dentro de una pequeña nave espacial pareciera muy descabellada. Además, necesitaría operar de manera continua e impecable durante todo el viaje de tres años, sin reparaciones en vuelo o enlaces ascendentes de datos, y tendría que determinar continuamente dónde estaba y cuándo necesitaba compensar con modificaciones direccionales realizadas por poco giroscopios llamados ruedas de momento angular.
Descubrieron cómo hacer que todo funcione. La operación autónoma general fue administrada a bordo por una pequeña computadora digital de propósito general, configurada por su diseñador, miembro del laboratorio Raymond Alonso. No necesitaba mucha potencia, excepto en ocasiones ocasionales para cálculos de mayor velocidad. Una característica única de esta computadora era una memoria precableada, de solo lectura y no borrable llamada núcleo de cuerda, una configuración que usa cables enroscados dentro y fuera de pequeños anillos magnéticos. Un anillo, o núcleo, con alambre enhebrado a través del centro representaba uno; un núcleo vacío representaba un cero. El patrón de cables formaba los unos y ceros de un programa de computadora con cableado duro.
Su diseño fue notable, su documentación completa. En julio de 1959, compilaron un conjunto de cuatro volúmenes de descripciones, detalles y esquemas sobre la pequeña nave espacial, la pequeña computadora y el sistema GN&C. Sin embargo, lo que el equipo no sabía en ese momento era que, a pesar de su trabajo innovador, su amada sonda Mars, lamentablemente, nunca volaría. Pero todo lo que diseñaron, probaron y calcularon para esta pequeña computadora descabellada pronto se transformaría en la computadora de guía para la nave espacial Apollo.
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