Los unos y ceros de Gagarin

La hazaña de Gagarin fue doble. No solo confirmó que el Ser Humano era capaz de aguantar los rigores del despegue, gravedad cero y reentrada, sino que además, sus 108 minutos de viaje demostraron que la vida de los astronautas del futuro podía ser encomendada al ordenador de a bordo.

El vuelo del Vostok 3KA-3 (conocido como Vostok 1) fue totalmente automático. Por ejemplo, la reentrada fue controlada por otro computador que desde tierra enviaba comandos vía radio.

Si bien se había ordenado a Gagarin que no tocara nada, se le dio la posibilidad de pasar a control manual empleando un código de 6 dígitos, 3 de los cuales le habían sido entregados en un sobre al principio de la misión. Afortunadamente, no hubo necesidad de activar estas contramedidas y, aunque de forma desapercibida, la Informática pudo anotarse un tanto muy importante en la Conquista del Espacio.

Para llegar a este éxito, el camino recorrido no había sido corto. Un ejemplo es la familia de ordenadores M-4, cuyo desarrollo fue realizado en el Instituto de Computadoras de Control Electrónico entre los años 1957 y 1962. Los M-4 estaban diseñados para realizar un control a tiempo real de un nuevo sistema de radar desarrollado a su vez por el Instituto de Ingeniería de Radio de la Academia Soviética de las Ciencias. Esta familia de computadores fue la primera en tomar decisiones en función de los datos obtenidos del radar y obviamente, su diseño influyó en los sistemas de la Vostok-1.

En paralelo y con una visión de futuro en la que el computador pudiera realizar cualquier tipo de cálculo perteneciente a cualquier área de trabajo, el Instituto de Sistemas Eléctricos perteneciente al Instituto de Energía de la Academia Soviética de las Ciencias comenzó a desarrollar el M-2 en 1957. Recogiendo los principios de universalidad del M-1, cuyo desarrollo data de 1952, el M-2 poseía los elementos constituyentes de un computador de propósito general. Así, podía procesar datos binarios en punto fijo, flotante y doble precisión, a una velocidad media de 2 millones de instrucciones por segundo. Además de una memoria interna consistente en válvulas de vacío que permitía almacenar 512 números, el M-2 contaba con una unidad externa de cinta con una capacidad de 50000 números.

Durante la exhibición VDNKh (ahora VVC) de 1957, se realizó la primera demostración pública de control remoto del M-2 a través de una terminal. Este avance no solo inspiraría al sistema de guía por radio de la Vostok-1, sino que además representaría el método estándar de acceso a los recursos de cualquier supercomputador o sistema de computación distribuida actual.

El M-2 además honró la tradición ajedrecística del país, ya que en 1967 tuvo lugar el Primer Encuentro Internacional de Programas de Ajedrez. El programa desarrollado en el Instituto de Física Teórica y Experimental y ejecutado en este computador se midió en cuatro ocasiones con el desarrollado por la Universidad de Stanford. Los movimientos, una vez validados por los árbitros de la contienda, eran transmitidos telegráficamente una vez a la semana. Tras un año, el resultado final fue de 3 a 1 para el programa ejecutado en el M-2.

Pero todavía hay más… este programa daría lugar años después a Каисса (Kaissa, en honor a Caïsa, la diosa del Ajedrez), que a su vez ganaría el Primer Campeonato Mundial de Ajedrez en 1974.

Pero volviendo a la gesta de Gagarin, se puede afirmar que su vuelo abrió un enorme abanico de posibilidades. Reflejo de estas posibilidades fueron: el Programa Союз (Soyuz), cuyo objetivo era llegar a la Luna; el Programa Зонд (Zond), que fue el primero en enviar una sonda a la Luna con los primeros tripulantes vivos (tortugas) y volver; el Programa Салю́т (Salyut), que construyó la primera estación espacial soviética y que serviría de guía tanto para la Мир (Mir) y la Estación Espacial Internacional.

Dichos programas espaciales vieron en la Informática un poderoso aliado para la gestión de los sistemas de a bordo. Además, mientras Estados Unidos hacía que ciertos procedimientos como el acoplamiento en órbita fueran manuales, teniendo que formar a personal especializado, la Unión Soviética decidía delegar en una computadora, permitiendo el embarque de más personal científico que pudiera estar más centrado en su trabajo.

Respondiendo a la nueva demanda, el Instituto de Investigaciones de Máquinas Electrónicas inició en 1964 el desarrollo de la familia de computadores Argon. Los Argon debían responder a los diferentes y cada vez más complejos requisitos tanto de los vehículos espaciales como de las instalaciones en tierra. Dichos requisitos eran muy diferentes de los empleados como punto de partida de los computadores antes mencionados. Por ejemplo, había que considerar limitaciones de peso, tamaño y consumo, todo un reto para los materiales de la época. Pero no solo eso, se debía garantizar un nivel de fiabilidad frente a condiciones adversas como sacudidas o radiación. Con la automatización como bandera, los Argon debían poder comunicarse a tiempo real con los sensores y controladores disponibles.

Argon representó una primera iniciativa de estandarización en la Arquitectura de Computadores Soviética. Analizando los esfuerzos realizados en Defensa, cada departamento tenía que asumir todo el ciclo de desarrollo y producción de sus computadoras, imposibilitando la compatibilidad e incrementando los costes. Esto se tradujo en la decisión de aislar cada función principal en una placa de circuitos de un tamaño predefinido (se eligieron dos tamaños para su producción en masa), de esta forma el remplazo en caso de fallo sería muchísimo más sencillo.

Dada la naturaleza tan variada de los datos que se tenían que procesar, muchos de los esfuerzos de diseño fueron para conversores destinados a los dispositivos de entrada y salida. Esto supuso un reto mayor para los modelos que irían a bordo dada la gran cantidad de sensores y su diversificación entre misión y misión.

Como curiosidad, el Argon-16 podía considerarse a prueba de radiación producida por una explosión nuclear. Cuando detectaba unos niveles muy altos, el computador guardaba en una memoria especial todo el contenido de sus registros, susceptibles de ser borrados (inutilizando el sistema). Una vez que la zona de peligro era abandonada, el computador se reiniciaba con los datos de los registros, recuperando así el contexto de trabajo. Si analizamos este mecanismo detalladamente, nos damos cuenta de que es empleado en cualquiera de los ordenadores que utilizamos en el día a día bajo el nombre de “Hibernación”.

Para terminar, podemos decir que el vuelo de Gagarin supuso un salto para la Humanidad, pero también para la Informática. La Informática no tiene razón de ser si no es al lado del Ser Humano, apoyándole en sus grandes logros. Tenemos que tener claro que cuanto más potentes hagamos nuestras herramientas, más lejos éstas nos llevarán.

Más Información:

Aerospace Guide: Yuri Gagarin

http://www.aerospaceguide.net/spacehistory/yurigagarin.html

MIT: Computing in the Soviet Space Program

http://web.mit.edu/slava/space/

Russian Virtual Computer Museum

http://www.computer-museum.ru/english/

Vintage Space: Fashioning Vostok 1

http://vintagespace.wordpress.com/2011/04/17/fashioning-vostok-1/

Chess Programming: Standford-ITEP Match

http://chessprogramming.wikispaces.com/Stanford-ITEP+Match

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