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

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.

기능

• 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.

지구본 제어

• 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.

궤도 속도와 "콘"

• 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.

전자 장치

• 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.

GN⁺의 정리

• 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.