Можно ли совершить космическое путешествие без компьютера?

Сможет ли человек путешествовать в космосе от запуска до земли, используя только механические устройства, такие как секстант? При наличии достаточного опыта, какие минимальные устройства потребуются? Какое транспортное средство в настоящее время было бы легче летать таким образом?

Просто секстант? Нет ракеты? Тогда нет! :). Шутки в сторону, я думаю, это зависит от того, какая точность вам нужна. Я не думаю, что секстанты действительно сильно помогают при взлете или посадке, и могут быть полезны только на орбите. В дополнение к секстанту очень бы пригодились действительно точные часы!
Ваш вопрос позволяет управлению полетами на Земле использовать компьютер?
@DrSheldon: Я могу ошибаться, но, похоже, он хочет знать, какие аналоговые инструменты необходимы для ручной навигации космического корабля без какой-либо помощи компьютера. Хотя это можно сделать с помощью ручки и бумаги, я думаю, что ручной калькулятор (возможно, даже с тригонометрическими функциями) значительно облегчит жизнь штурману. Подпадает ли калькулятор под определение «компьютер» в ОП, зависит от его/ее усмотрения.
Я думаю, что да, но отсутствие точности приведет к повышенному расходу топлива.
@ Пол, калькулятор - это компьютер, но разрешены шпаргалки.
Я думаю, что ваш вопрос в порядке без нового последнего предложения, которое на самом деле является другим вопросом . Ваш вопрос касается навигации, приборов и пилотирования человеком. Спрос о транспортном средстве потребует другого ответа, поэтому это следует сделать отдельно.
Разве секстант не работает только на земле,
Орбита @uhoh отличается от межпланетного путешествия. То, что я имел в виду под «на Земле», я имел в виду в ее сферической системе координат, частью которой все еще является орбита. Но в космосе эта относительная система координат теряется.
@anon это очень хороший момент! Эти приложения использовали объекты на Земле или Луне или их терминаторы в качестве локальных ориентиров. В глубоком космосе, но внутри Солнечной системы, вы все еще можете использовать секстант для измерения угла между удаленными телами (Земля против Луны, Земля против Солнца). Вдали от Солнечной системы вы могли бы приблизительно оценить положение только по телескопическому изображению Солнечной системы, а еще дальше вам не повезло. Это также может стать интересным новым вопросом.
Навигация по океанам Земли требовала очень точных часов вместе с секстантом. Определение долготы было невозможно без точных часов. Поэтому секстант и часы следует использовать в космосе.
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
Этот вопрос получил хороший отклик, но я бы сразу сказал, что даже если это возможно, это не значит, что это должно быть сделано. При этом я ожидаю, что такие вопросы будут размещены на WorldBuilding SE .

Ответы (5)

Зависит от того, что мы называем «компьютер». Будет ли считаться логарифмическая линейка? Это чрезвычайно простое ручное устройство может выполнять умножение, деление, а также такие функции, как экспоненты, корни, логарифмы и тригонометрию. Некоторые из них включали специальные функции для авиаторов. Или я могу принести свою Курту в космический корабль? Его также высоко оценили пилоты коммерческой и гражданской авиации. Такие простые, механические устройства значительно облегчили бы работу человека и, как мне кажется, стали бы возможными.

Там, где время критично, часто можно использовать подготовленные планы и предварительно рассчитанные таблицы для корректировки. Там, где ошибки являются критическими, три или более человека могут работать параллельно, выбирая совпадающий результат.

Помимо скорости вычислений, в математике принципиально нет ничего такого, что мог бы сделать компьютер, а человек — нет.

Компьютер как калькулятор быстрее человека, но не точнее. Однако компьютер в качестве пилота может гораздо точнее определить время и продолжительность корректировки курса. Корабль, управляемый компьютером, может выполнять маневры, которые человеку было бы очень трудно воспроизвести, даже при идеальном обучении.
Конечно, также требуются какие-то часы/хронометр, и для большей точности их можно было бы подключить к элементам управления космическим кораблем, чтобы запускать двигатели в нужное время и продолжительность. Но я подозреваю, что второй точности, которую может легко достичь человек, может быть достаточно для действий без обратной связи. Там, где есть обратная связь, например, при сохранении курса или ориентации, люди не медлительны.

Вы можете путешествовать в космосе вообще без каких-либо навигационных устройств или компьютеров, установление суборбитального полета, а орбитальный полет осуществляется ракетой, там важна точность, а на первых пилотируемых ракетах не было компьютеров. Спуск с орбиты - это вопрос настройки космического корабля в правильном положении для ретроактивного огня, что при необходимости можно сделать на глаз, ранние космические корабли использовали для этого гироскопы с ручным резервным копированием.

Если вы хотите попасть в какое-то конкретное место в пространстве, вы должны быть точными. Космический корабль должен удерживаться в определенном положении, а двигатели должны запускаться точно в нужное время и в нужное время. Гироскопы и таймеры могут дать вам достаточную точность, поэтому для этого вам не нужен компьютер (хотя это действительно помогает).

Самой большой проблемой без компьютера были бы математические расчеты, которые можно выполнить вручную, если у вас есть комната, полная компьютеров-людей, которые могут вас поддержать. Просто самостоятельно выполнение некоторых расчетов займет у вас больше времени, чем они того стоят - к тому времени, когда вы получите ответ, вы уже прошли тот этап, в котором они вам были нужны.

Если вы используете секстант, хронометр и навигационные таблицы для определения положения парусного корабля, ваше положение может измениться примерно на морскую милю, когда вы закончите расчеты. Но космический корабль намного быстрее, примерно в 3000-10000 раз.
@Uwe, Re, «... ваше положение могло измениться ...» Я не знаю об этой современной эпохе спутниковой навигации, но в свое время навигаторы прекрасно осознавали этот факт. Почасовая навигация корабля всегда велась по точному счету. И это время от времени исправлялось получением «фиксов» (звездные прицелы, радиопеленгация и т. д.). Если вы думаете, что следуете определенной линии курса на карте, но вычисляете, что десять минут назад вы прошли через точку, не лежащую на этой линии, вы проводите параллельную линию через «фиксированную» точку и перемещаете расчетное положение в новая линия.

Да, пока тебе все равно, где ты окажешься

Ранние космические корабли использовали электрическое управление, но не имели компьютеров:

  • Каждый из шести «Востоков» выводил на орбиту по одному человеку. Первый полет доставил в космос первого мужчину, а последний — первую женщину.
  • Каждый из шести полетов « Меркурия » вывел в космос по одному американскому астронавту, четыре из них — на орбиту. Хотя в машинах не было компьютеров, их поддерживали компьютеры IBM 701 на земле (офлайн, а не управление в реальном времени).
  • «Восход» совершил два беспилотных и два пилотируемых полета. В первом пилотируемом полете участвовали три космонавта. Во втором пилотируемом полете два космонавта совершили первый выход в открытый космос.

Ни один из этих полетов не имел точного местоположения цели ни в космосе (без встречи с космической станцией, лунным модулем или спутником), ни при входе в атмосферу (без взлетно-посадочной полосы или посадочной площадки). Стоит вам приземлиться где-нибудь в Сибири или на Тихом океане, как вас найдет целая армия или флот кораблей.

Первый компьютер в космосе был для Project Gemini . Его бортовой компьютер мог выполнять четыре функции:

Восхождение - служит резервной системой наведения. Переключение контролируется космонавтами вручную.

Орбитальный полет - предоставляет астронавтам навигационную возможность определять время обратного запуска и выбирать место приземления для безопасного входа в атмосферу в случае возникновения чрезвычайной ситуации. (в расширенных миссиях наземные данные могут стать недоступными, когда наземная сеть данных выходит за орбитальную плоскость.)

Свидание - служит основным ориентиром, предоставляя астронавтам информацию для наведения. Параметры орбиты определяются наземным слежением, которое затем отправляется на космический корабль; компьютер наведения отвечал за обработку информации вместе с определением положения космического корабля. Информация была представлена ​​космонавтам в виде координат космического корабля.

Вход в атмосферу - подает команды непосредственно в систему управления входом в атмосферу для автоматического входа в атмосферу или предоставляет астронавтам информацию для наведения для входа в атмосферу вручную.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gemini_Guidance_Computer

Большинство из них не были строго необходимы для миссий Близнецов, а скорее использовались для тестирования технологии, чтобы ее можно было использовать для Аполлона. Однако,

  • У Близнецов была радарная система, для которой по существу нужен компьютер. Это использовалось для отработки сближения и стыковки, которые потребуются в миссиях Аполлона между CSM и LEM. Аполлон также использовал радар для измерения расстояния до лунной поверхности; в противном случае он, вероятно, разбился бы.
  • Свидание практически невозможно без компьютера. Почти каждая пилотируемая миссия так или иначе использует рандеву с другим космическим кораблем.
  • Если вы хотите приземлиться в определенном месте (например, на взлетно-посадочной полосе шаттла, на посадочной площадке SpaceX), вам потребуется компьютерное управление.

Один из других ответов неверен об Аполлоне. У CSM и LEM был компьютер наведения, у LEM был компьютер прерывания, а у ракеты-носителя Saturn был еще один компьютер.

Итак, если вам все равно, куда летит космический корабль, вам не нужен компьютер.

Близнецы должны проверить маневры сближения, необходимые для миссии Аполлона, используя LM. Поэтому у Близнецов был радар рандеву.
У Меркурия действительно были конкретные цели для повторного входа; Отслеживание со стороны Земли и компьютеры использовались, чтобы выбрать правильное время для выполнения маневров обратного огня. Два последних полета «Меркурия» с экипажем приземлились в пределах 10 км от своих целей, что очень хорошо, учитывая, что после столкновения с атмосферой у них не было возможности управлять. (Однако чем меньше будет сказано о МА-7, тем лучше.)
-1Я не согласен с вами до тех пор, пока вам все равно, где вы окажетесь в заголовке размером с баннер. Это означает, что если кому-то все равно , это было бы невозможно, но вы вообще не поддерживаете этот вывод в своем ответе. Я думаю, что это неподдерживаемый, привлекательный для голосов глаз. Можно ли как-то поддержать этот вывод? Или, возможно, изменить формулировку, чтобы она соответствовала тому, что поддерживает ваш ответ?
Три ответа указывают на то, что это, вероятно, не невозможно ( 1 , 2 , 3 ), и поэтому я вскоре задам дополнительный вопрос по этому поводу.
Использование секстанта не поможет вам состыковаться с другим космическим кораблем; или приземлиться на Луну, взлетно-посадочную полосу или посадочную площадку. Я остаюсь при своем утверждении.
и поэтому я задал дополнительный вопрос. Расчеты, которые астронавты Аполлона были обучены делать вручную, если потеря компьютера наведения и / или данных и связи с Землей? Секстант, безусловно, мог бы помочь. В ответах Stack Exchange поддержка утверждений — это больше, чем их поддержка. Что касается «бесполезности» секстанта для стыковки, я только что спросил , как гипотетически можно использовать секстант, чтобы помочь в процедуре стыковки?
@uhoh Шелдон прав, потому что это просто так не делается, и вам потребуются серьезные модификации всего, что у нас есть, но сказать, что это невозможно? Секстант поможет вам добраться до причала и выровняться для входа оттуда, вы должны использовать свои 5 чувств и би-телескоп, возможно, гравиметр.

Является ли это возможным? Конечно, и это было сделано, как заявлено.

Просто требуется намного больше времени, чтобы рассчитать ваши ожоги и траектории вручную, чем с помощью компьютеров, и выполнение их вручную, а не передача вещей автоматизированной системе управления полетом, управляемой компьютером, требует очень твердой руки и отличного времени.

Имейте в виду, что расчеты — это не ракетостроение, и, вероятно, им можно научить любого, у кого есть приличные способности к математике и пространственному пониманию. Но они также не тривиальны, наличие предварительно распечатанных рабочих листов для заполнения ваших чисел и проведения вычислений значительно ускорит процесс.

Тем не менее, с помощью компьютеров это намного удобнее и надежнее.

Роберт А. Хайнлайн — писатель-фантаст, хорошо известный использованием чрезвычайно точных расчетов при запуске и управлении космическими кораблями. Его роман «Роллинг Стоунз » особенно известен использованием логарифмической линейки как средства расчета космической навигации.

Как ни странно, это будущее уже устарело к 1977 году. Калькуляторы были почти изобретены. Но я этого не заметил. Я просто принял логарифмическую линейку как нечто само собой разумеющееся, как футуристическую ерунду. Источник; Передайте логарифмическую линейку: The Rolling Stones Роберта Хайнлайна

Вымышленная работа или нет, но если Хайнлайн говорит, что вы можете рассчитать космическую навигацию с помощью логарифмической линейки, значит, вы можете.

Связанный вопрос о дочернем сайте Расчеты логарифмической линейки Хайнлайна

Можно ли совершить космическое путешествие без компьютера?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v