Globus INK (2023), l’ordinateur de navigation mécanique des vols spatiaux soviétiques

Globus INK (2023), l’ordinateur de navigation mécanique des vols spatiaux soviétiques

• Le programme spatial soviétique utilisait des dispositifs de contrôle et des instruments totalement différents de ceux des vaisseaux spatiaux américains. Parmi eux, l’instrument de navigation le plus fascinant était le Globus embarqué à bord du vaisseau Soyuz, qui utilisait un globe terrestre rotatif pour afficher la position du vaisseau au-dessus de la Terre.
• Globus était un ordinateur analogique électromécanique qui utilisait un système sophistiqué d’engrenages, de cames et de différentiels pour calculer la position du vaisseau spatial. Officiellement, il portait le nom d’« indicateur de navigation spatiale » et était appelé ИНК (INK) selon son acronyme russe.

Fonctions

• Le but principal de Globus était d’afficher la position du vaisseau spatial. À mesure que le globe tournait, un réticule fixé sur le dôme en plastique indiquait la position du vaisseau. Cela permettait aux cosmonautes de visualiser l’apparence de la Terre et de vérifier leur position.
• Les cadrans de latitude et de longitude à côté du globe affichaient la position sous forme numérique. En outre, le cadran lumière/ombre en bas indiquait si le vaisseau était éclairé par le Soleil ou dans l’ombre. C’était une information importante pour l’amarrage.
• Globus disposait d’un second mode permettant d’afficher l’endroit où le vaisseau atterrirait si l’on déclenchait la fusée de rétropropulsion pour commencer la descente. En basculant l’interrupteur, le globe tournait de manière à placer le point d’atterrissage sous le réticule.

Contrôle du globe

• Le globe était fixé à un arbre monté de façon à pouvoir tourner selon deux axes. L’équateur du globe, constitué d’une pièce métallique rigide, tournait le long de l’axe horizontal de l’appareil. Un second mécanisme d’engrenages faisait tourner le globe selon l’axe nord-sud.
• Une conséquence importante de cette conception est que l’inclinaison orbitale est fixée par l’angle du mécanisme du globe. Il fallait donc un appareil Globus différent pour chaque orbite, et comme il ne pouvait gérer que des orbites circulaires, il devenait inutile en cas de changement d’orbite.

Vitesse orbitale et « cône »

• L’orbite de Soyuz dure environ 90 minutes, mais cette durée varie selon l’altitude. Globus était doté d’un bouton de réglage permettant d’ajuster la période orbitale par minute, dixième de minute et centième de minute.
• La fonction de vitesse orbitale était mise en œuvre en augmentant ou en diminuant la vitesse de rotation du globe le long de l’axe orbital. Produire une vitesse variable dans Globus, qui utilisait des impulsions fixes de 1 hertz, était délicat.

Électronique

• Globus était principalement mécanique, mais possédait une carte électronique avec quatre relais et des transistors. La plupart des relais contrôlaient le mécanisme de position d’atterrissage, en faisant avancer ou reculer le moteur et en l’arrêtant à l’aide de fins de course.

Le résumé de GN⁺

• Globus INK est un exemple remarquable de calcul mécanique, qui calcule l’orbite grâce à des engrenages, des cames et des différentiels sophistiqués. Il offrait un affichage couleur complet d’une résolution bien supérieure à ce que les ordinateurs spatiaux électroniques des années 1960 pouvaient fournir.
• Cependant, les fonctions de Globus sont limitées et sa précision est faible, car il ne reçoit pas d’entrée de guidage externe. Les affichages numériques modernes ont moins de charme physique, mais offrent bien plus de fonctionnalités.
• Cet article peut être intéressant pour comprendre la complexité et l’importance historique des ordinateurs de navigation mécanique, ainsi que pour les comparer aux systèmes de navigation numériques modernes aux fonctions similaires.

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Il existe deux volets d'une série qui donnent plus d'informations sur le Globus

  • Ils expliquent les circuits et les « algorithmes » du Globus
  • La trilogie vidéo de CuriousMarc montre le processus de restauration et vaut le détour

• J'ai lu un livre intéressant sur la course à l'espace soviétique

  • Faute de technologie de transistors à semi-conducteurs suffisante, ils utilisaient des transistors à tubes à vide dans les vaisseaux spatiaux
  • Cela a causé des problèmes lors des sorties extravéhiculaires, et il était impossible d'exposer l'intérieur de la capsule à l'espace
  • Titre du livre : "The Wrong Stuff: How the Soviet Space Program Crashed and Burned" de John Strausbaugh

• J'ai toujours été fasciné par les calculateurs mécaniques, et il existe un article ainsi qu'une explication vidéo sur l'ordinateur de conduite de tir naval MK1

• Même si elle était techniquement inférieure à la technologie spatiale américaine de l'époque, l'ingéniosité soviétique force l'admiration

• Il y a une question sur la manière de perturber un ordinateur mécanique

  • Par exemple, le faire atterrir au mauvais endroit ou lui faire effectuer plus d'orbites que prévu

• Des ordinateurs mécaniques sont encore embarqués sur des navires militaires russes pour se prémunir contre les attaques EMP

• Il y a eu l'an dernier un ordinateur mécanique vendu 40 000 euros

• Imaginez des engrenages qui déplacent une goupille au-dessus d'un globe terrestre pour aller dans l'espace

• Il faut maintenant quelque chose sur la sphère d'Apollo 8