GN⁺: 소련 우주비행을 위한 기계식 항법 컴퓨터, Globus INK (2023)

(righto.com)

소련 우주비행을 위한 기계식 항법 컴퓨터, Globus INK

소련의 우주 프로그램은 미국의 우주선과는 완전히 다른 제어 장치와 기기를 사용했음. 그 중 가장 흥미로운 항법 기기는 Soyuz 우주선에 탑재된 Globus로, 지구 위의 우주선 위치를 표시하기 위해 회전하는 지구본을 사용했음.
Globus는 우주선의 위치를 계산하기 위해 정교한 기어, 캠, 차동 장치 시스템을 사용하는 전기 기계식 아날로그 컴퓨터였음. 공식적으로는 "우주 항법 지시기"라는 이름을 가지고 있었으며, 러시아어 약어로 ИНК (INK)라고 불렸음.

Globus의 주요 목적은 우주선의 위치를 표시하는 것임. 지구본이 회전하면서 플라스틱 돔에 고정된 십자선이 우주선의 위치를 나타냄. 이는 우주비행사들이 지구의 모습을 확인하고 자신의 위치를 확인할 수 있게 함.
지구본 옆의 위도와 경도 다이얼은 위치를 숫자로 표시함. 또한, 하단의 빛/그림자 다이얼은 우주선이 태양에 의해 조명되거나 그림자에 있을 때를 보여줌. 이는 도킹에 중요한 정보임.
Globus는 두 번째 모드로, 역추진 로켓을 발사하여 착륙을 시작할 경우 우주선이 착륙할 위치를 표시함. 스위치를 전환하면 지구본이 회전하여 착륙 위치가 십자선 아래에 오도록 함.

지구본은 두 축을 따라 회전할 수 있도록 고정된 샤프트에 부착되어 있음. 지구본의 적도는 단단한 금속 조각으로, 장치의 수평 축을 따라 회전함. 두 번째 기어 메커니즘은 지구본을 북-남 축을 따라 회전시킴.
이 설계의 중요한 결과는 궤도 경사가 지구본 메커니즘의 각도에 의해 고정된다는 것임. 다른 궤도를 위해서는 다른 Globus 장치가 필요했으며, 이는 원형 궤도만 처리할 수 있어 궤도 변경 시에는 쓸모가 없었음.

Soyuz의 궤도는 약 90분이 걸리지만, 고도에 따라 시간이 달라짐. Globus는 궤도 주기를 분, 10분의 1분, 100분의 1분 단위로 조정할 수 있는 조정 노브를 가지고 있음.
궤도 속도 기능은 지구본이 궤도 축을 따라 회전하는 속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 구현됨. 고정된 1헤르츠 펄스를 사용하는 Globus에서 가변 속도를 생성하는 것은 까다로움.

Globus는 대부분 기계식이지만, 4개의 릴레이와 트랜지스터가 있는 전자 보드를 가지고 있음. 대부분의 릴레이는 착륙 위치 메커니즘을 제어하며, 모터를 전진 또는 후진시키고 리미트 스위치에서 멈추게 함.

Globus INK는 기계식 계산의 놀라운 예시로, 정교한 기어, 캠, 차동 장치를 통해 궤도를 계산함. 이는 1960년대 전자 우주 컴퓨터가 제공할 수 있는 것보다 훨씬 높은 해상도의 풀 컬러 디스플레이를 제공했음.
그러나 Globus의 기능은 제한적이며, 외부의 유도 입력을 받지 않기 때문에 정확도가 떨어짐. 현대의 디지털 디스플레이는 물리적인 매력은 부족하지만 훨씬 더 많은 기능을 제공함.
이 기사는 기계식 항법 컴퓨터의 복잡성과 역사적 중요성을 이해하는 데 흥미로울 수 있으며, 유사한 기능을 가진 현대의 디지털 항법 시스템과 비교할 수 있음.

Globus에 대한 더 많은 정보를 제공하는 시리즈의 두 부분이 있음
- Globus의 회로와 "알고리즘"을 설명함
- CuriousMarc의 3부작 비디오가 복원 과정을 보여주며 볼 가치가 있음
소련의 우주 경쟁에 관한 흥미로운 책을 읽었음
- 고체 상태 트랜지스터 기술의 부족으로 인해 우주선에 진공관 트랜지스터를 사용했음
- 이로 인해 우주 유영 시 문제가 발생했으며, 캡슐 내부를 우주에 노출할 수 없었음
- 책 제목: "The Wrong Stuff: How the Soviet Space Program Crashed and Burned" by John Strausbaugh
기계식 계산기에 항상 매력을 느꼈으며, MK1 해군 화력 제어 컴퓨터에 대한 기사와 비디오 설명이 있음
당시 미국의 우주 기술에 비해 기술적으로 열등할지라도 소련의 창의성은 감탄할 만함
기계식 컴퓨터를 방해하는 방법에 대한 질문이 있음
- 예를 들어, 잘못된 위치에 착륙시키거나 계획보다 더 많은 궤도를 도는 것
기계식 컴퓨터는 여전히 러시아 군함에 탑재되어 EMP 공격에 대비함
작년에 4만 유로에 판매된 기계식 컴퓨터가 있었음
기어가 지구본 위의 핀을 움직이며 우주로 가는 것을 상상해보라
이제 Apollo 8 볼에 대한 것이 필요함