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Die Frau, die Männer auf den Mond schoss und Informatik-Geschichte schrieb

Die Mondlandung vor 50 Jahren ist untrennbar mit der Informatikerin Margaret Hamilton verbunden. Sie war für die Software zu Apollo 11 verantwortlich.



* Der Story-Titel wurde von diesem Tweet «inspiriert»

Das Wichtigste in Kürze

Die Mondlandung am 21. Juli 1969 wurde durch Pionierarbeit bei Computern möglich gemacht – die bis heute nachwirkt. So wurden erstmals Vorgänger heutiger Chips eingesetzt und die Regeln guten Software-Designs geprägt. Zu einer stillen Heldin wurde die Informatikerin Margaret Hamilton.

This July 1969 photo provided by NASA shows launch controllers in the firing room at the Kennedy Space Center in Florida during the Apollo 11 mission to the moon. In the third row from foreground at center is JoAnn Morgan, the first female launch controller.

Bild: AP

Gab's damals überhaupt schon Computer?

Ja, aber keine mit der nötigen Leistung.

Schon als die US-Mission zum Mond beschlossen wurde, war klar, dass die Astronauten beim Anflug Hilfe von einem Computer brauchen würden. Einer Maschine, die verlässlich ist, möglichst wenig Strom verbraucht, nicht viel Platz einnimmt und einfach zu bedienen ist.

Doch als US-Präsident John F. Kennedy im Mai 1961 das Ziel verkündete, bis Ende des Jahrzehnts einen Menschen auf die Mond-Oberfläche zu bringen, existierte ein solcher Computer nicht einmal annähernd. Die Rechner waren eher genau das Gegenteil: Sie stürzten häufig ab, waren mindestens so gross wie mehrere Kühlschränke und mussten oft noch über Lochstreifen mit Informationen gefüttert werden.

Was für ein Computer war an Bord von Apollo 11?

Die in jahrelanger Entwicklungsarbeit entwickelte Lösung hiess AGC – Apollo Guidance Computer – und die Maschine bedeutete in vieler Hinsicht Neuland, um den Anforderungen gerecht zu werden. Manche Neuerungen setzten sich dauerhaft durch: So wurden im AGC zum ersten Mal integrierte Schaltkreise eingesetzt – sozusagen die Vorfahren heutiger Mikrochips.

Ganz nebenbei schaffte es die US-Raumfahrtagentur Nasa auch noch, durch ihre Grossbestellungen den Preis der Chips drastisch zu senken, schrieb der Raumfahrt-Historiker Charles Fishman, der die technische Geschichte der Mond-Mission im Buch «One Giant Leap» aufarbeitete. Von 1000 Dollar pro Schaltkreis bei der ersten Order 1962 purzelte der Preis schon binnen eines Jahres auf 15 Dollar und schmolz bis 1969 auf nur noch 1.58 Dollar zusammen.

Aus heutiger Sicht kann es schwer fallen, nachzuvollziehen, wie bahnbrechend die Apollo-Computer für ihre Zeit waren. Sie kamen auf 85'000 Rechenoperationen pro Sekunde – Apples A12-Chip im aktuellen iPhone XS schafft 5 Billionen.

Für die 1960er Jahre war es aber ein Leistungssprung, der unter anderem möglich wurde, weil die integrierten Schaltkreise mehr Leistung bei gleichem Volumen erlaubten. Der Apollo-Computer empfing Daten vom Radar und anderen Sensoren sowie von der Bodenstation und steuerte das Raumschiff. Die Mondfähre und das eigentliche «Apollo-11»-Raumschiff hatten jeweils einen AGC.

Genähter Speicher – was war das?

Die Innovation, den Speicher für den Computer buchstäblich zu nähen, war allerdings zu speziell, um ausserhalb der Mondmissionen Anwendung zu finden. Für den Hauptspeicher, in dem die Software des Apollo-Computers steckte, wurde die sogenannte Core Rope Memory erfunden – auf Deutsch auch «Fädelspeicher» genannt.

Die Entwickler suchten nach einem Medium, das – statt etwa Magnetspeichern – extrem widerstandsfähig gegen alle Arten von Strahlung sein sollte. Der in binäre Zahlenkombinationen aus Nullen und Einsen umgewandelte Softwarecode wurde tatsächlich fest vernäht: Ging der Draht durch einen Ferritkern, wurde eine Eins ausgelesen, führte er am Kern vorbei, war das eine Null.

Dutzende Frauen fädelten die Drähte monatelang mit Spezialmaschinen durch und durften sich keinen einzigen Fehler erlauben. Der Speicher hatte ein Fassungsvermögen von 73 Kilobyte – viele E-Mails, die man heute bekommt, sind grösser.

Wie steuerten die Astronauten den Computer?

Zur Kommunikation der Astronauten mit den Computern dachten sich die Entwickler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) bei Boston ein System aus, das die schnelle Eingabe von Befehlen erlaubte. Es wurde eine Liste von «Verben» und «Substantiven» («Verb» und «Noun» auf Englisch) festgelegt, die für einzelne Aktionen und Begriffe standen.

Zur Eingabe gab es ein Zahlenfeld mit extra grossen Tasten, damit die Astronauten sie auch mit den Handschuhen ihrer Raumanzüge sicher treffen konnten, sowie Vorwahl-Tasten für «Verb» und «Substantiv». Gab ein Raumfahrer zum Beispiel «Verb 34» ein, bedeutete das «beenden», «Noun 46» stand für «Konfiguration des Autopiloten». Die Programmierer bauten in den Software-Code als Scherz ein Shakespeare-Zitat, in dem die Worte «Verb» und «Noun» vorkamen.

Wie wurde die Software programmiert?

Geschrieben war die Software des Apollo-Computers in Maschinensprache (Assembler). Die Direktorin der Software-Entwicklung, Margaret Hamilton, posierte damals für ein Foto neben einem Stapel des ausgedruckten Programmcodes – die Bände erreichten praktisch ihre Grösse.

Bild

Margaret Hamilton mit dem Quellcode für die Apollo-11-Mission. bild: via twitter

Die Seiten wurden später eingescannt und der Code ist heute unter anderem auf der Entwicklerplattform Github verfügbar. Einige Enthusiasten bauten auf dieser Basis Emulatoren auf, mit denen man einen virtuellen Apollo-Computer bedienen kann.

Hamilton und ihr Team versuchten, den Computer so robust wie möglich arbeiten zu lassen und zementierten dabei einige Grundsätze auch heutiger Software-Entwicklung. So legten sie fest, dass Aufgaben priorisiert wurden – und bei Bedarf weniger wichtige Aktionen einfach abgebrochen wurden, um Kapazität freizumachen. Das könnte einen Abbruch der «Apollo 11»-Mission kurz vor dem Ziel verhindert haben.

Was ging beinahe schief?

Drei Minuten vor der Landung auf dem Mond am 20. Juli 1969, als der Computer den Anflug berechnen sollte, meldete er plötzlich Fehler – aus Überlastung, wie man später herausfand. Der Grund war ein nicht behobener Konstruktionsmangel, wie der Autor David Mindell im Buch «Digital Apollo» beschrieb.

Bei der NASA war Margaret Hamilton dafür verantwortlich, die On-Board-Flugsoftware zu entwickeln, die notwendig war, um zum Mond und zurück zu navigieren sowie auf dem Mond zu landen.

Bei der Nasa war Hamilton dafür verantwortlich, die On-Board-Flugsoftware zu entwickeln, die es brauchte, um zum Mond und zurück zu navigieren. bild: wikimedia CC BY-SA 3.0

Die Astronauten liessen neben dem Radar für die Landung auch den sogenannten Rendezvous-Radar laufen, der für die spätere Annäherung an das Raumschiff gebraucht wurde. Das war eine Vorsichtsmassnahme für den Fall, dass die Mondfähre schnell zum Hauptschiff zurückkehren musste.

Anders als bei Tests am Boden wurden die beiden Radare aus zwei verschiedenen Wechselstromquellen gespeist, die in verschiedenen Phasen liefen. Dadurch nahm der Rendezvous-Radar Interferenzen wahr und lastete den Bordcomputer mit der sinnlosen Aufgabe aus, sie zu interpretieren. Das von Hamilton entworfene System konnte zum Glück «Priorisieren», brach darum den Prozess als nebensächlich ab und machte die nötige Rechenleistung für die Landung frei.

Bild

Es ist bereits eine Lego-Figur nach der Informatik-Heldin benannt worden. bild: via twitter

(dsc/sda/dpa)

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35Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • sa5 21.07.2019 00:03
    Highlight Highlight Gerne wird außer acht gelassen, dass die Informatik im Wesentlichen von Frauen erschaffen und weiter entwickelt worden.
    Wenig bekannt ist, dass es eine Frau war die die moderne Informatik erfand:
    Grace Brewster Murray Hopper (* 9. Dezember 1906 in New York City, New York als Grace Brewster Murray; † 1. Januar 1992 in Arlington, Virginia) war eine US-amerikanische Informatikerin und Computerpionierin. Sie war im letzten Dienstgrad Flottillenadmiral (Rear Admiral (lower half)) der US Navy Reserve (US-amerikanischen Marinereserve).
    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Grace_Hopper
    • Anam.Cara 22.07.2019 07:29
      Highlight Highlight Und was genau hat sie erfunden? Das Arpanet? Die OO-Programmierung? Das WiFi?
      Das hätte ich als Info in deinem Kommentar gerne mitgenommen, damit man erkennen kann, was du als "moderne Informatik" bezeichnest.

      Für alle anderen, die sich diese Frage auch gestellt haben: sie hat den ersten Compiler entwickelt und wesentliche Grundlagen für die Programmiersprache COBOL geschaffen.
      Modern heisst also in diesem Zusammenhang 3.-Generations-Programmierung...
  • Tiburon 20.07.2019 20:16
    Highlight Highlight Nicht zu vergessen: Frances Northcutt
    Benutzer Bild
  • Allion88 20.07.2019 18:48
    Highlight Highlight Dieser Beitrag wurde gelöscht. Bitte formuliere deine Kritik sachlich und beachte die Kommentarregeln.
    • Jazzdaughter 20.07.2019 19:33
      Highlight Highlight Der Kommentar, auf den du Bezug nimmst, wurde bereits entfernt.
    • Schlackensauger 20.07.2019 22:00
      Highlight Highlight Der Kommentar, auf den du Bezug nimmst, wurde bereits entfernt.
    • waschbär 21.07.2019 17:41
      Highlight Highlight Der Kommentar, auf den du Bezug nimmst, wurde bereits entfernt.
  • Lowend 20.07.2019 18:32
    Highlight Highlight Einfach zur Orientierung, aber wenn man bedenkt, dass zu dieser Zeit die Schweizerinnen noch kein Stimmrecht hatten und nur arbeiten durften, wenn sie die Erlaubnis ihres Ehemannes hatten, kann man solche Frauen schon als Heldinnen oder Pionierinnen sehen.

    Ich spüre einfach bei vielen Kommentaren, dass es einigen Jungs gar nicht bewusst zu sein scheint, dass Frauen damals noch nicht die gleichen Rechte wie Männer genossen und solche Karrieren, wie die von Margaret Hamilton, für die damalige Zeit aussergewöhnlich waren!
  • Turrdy 20.07.2019 16:17
    Highlight Highlight In dieser Zeit wurden Leute, die Software schrieben, noch nicht als Ingenieure wahrgenommen. Erst durch Hamilton und ihr Team wurde Software-Engineering auch unter den Hardware-Gurus als eigenständige Ingenieursdisziplin ernstgenommen!
  • Deep Blender 20.07.2019 14:58
    Highlight Highlight Ich würde mich freuen, wenn es bei Watson etwas weniger Clickbait geben würde. Auch wenn der Titel "inspiriert" ist, ist er trotzdem unnötig irreführend.
    Beim Titel ging ich davon aus, dass die Frau für das Projekt insgesamt oder für die Raketen verantwortlich war. So würde der Titel irgendwie Sinn ergeben.
    Ohne Zweifel hat sie einen sehr zentralen Beitrag geleistet. Genau deswegen wäre es mit Sicherheit möglich gewesen einen akkuraten und trotzdem ansprechenden Titel für einen interessanten Artikel zu finden.
  • Knety 20.07.2019 14:38
    Highlight Highlight Yay Frauen!
  • D(r)ummer 20.07.2019 12:38
    Highlight Highlight .
    Play Icon
  • foreva 20.07.2019 12:35
    Highlight Highlight Es gab tausende Menschen welche mithalfen die drei Astronauten zum Mond zu schiessen, welche Beachtung verdient hätten. Wird die Frau Hamilton einfach nur hervorgehoben weil sie eine Frau war? #Sexismus
    • Gipfeligeist 20.07.2019 13:26
      Highlight Highlight Wir dürfen Frau Hamilton nicht würdigen, weil sonst Typen daherkommen und "#sexismus" brüllen. Also lieber zurück zu Neil Armstrong!!! Bester Bizeps! #antisexismus
    • Gipfeligeist 20.07.2019 14:29
      Highlight Highlight @Aldi kannst du mir erklären warum Vorbilder zwingend bekannte Helden sein müssen? Eine Frau die sich mit Leidenschaft an der Wissenschaft beteiligt ist für mich Vorbild genug.

      Frauen sollen Männer als Vorbilder haben? Was für ein hinterbliebener Geisteszustand...
    • Hieronymus Bosch 20.07.2019 18:25
      Highlight Highlight Nein aber schon weil es unter diese "viele Tausende" nur eine Handvoll Frauen gab.
    Weitere Antworten anzeigen
  • häxxebäse 20.07.2019 10:56
    Highlight Highlight 🤩✌❤
  • snowleppard 20.07.2019 10:53
    Highlight Highlight Eine der spannendsten Geschichten der Raumfahrt wurde als "Hidden Figures" verfilmt. Ein phänomenaler Film, basierend auf Biografien und Geschehnissen um den Wettlauf zum Mond. Weisse und Schwarze waren immer noch getrennt und die Weissen "mussten", weil es ein paar Schwarze Genie-Ladies gab, mit den Schwarzen zusammenarbeiten. Eine extra supertolle Story, Grenzen sprengend und daher auch erfolgreich. Einer der besten Filme, die ich sah. Und ich mag gute Filme :-)
    • flying kid 20.07.2019 11:03
      Highlight Highlight 👍🏻 Und heute Abend im TV zu sehen.
    • Nussknacker 20.07.2019 12:56
      Highlight Highlight Heute 20. Juli auf SRF1 um 23:15 oder morgen 21. Juli auf ORF1 um 20:15. Wirklich guter Film!
    • ReziprokparasitischerSymbiont 21.07.2019 00:03
      Highlight Highlight Ich schau so gut wie nie Filme, bin aber mal zufällig genau auf diesen Film gestossen und war totel begeistert davon. Ein sehr eidrückliches Zeitdokument!
  • Alnothur 20.07.2019 10:46
    Highlight Highlight Sie hat weder den ganzen Code selbst geschrieben - was mit dem Stapel-Foto, und auch diesem Titel, wieder und wieder impliziert oder gar illustriert wird - noch ist sie in irgend einer Form eine "Heldin". Sie war eine Informatik-Wissenschaftlerin und hat einige wichtige, grundlegende Konzepte entwickelt und mitentwickelt. Sie eine Pionierin zu nennen, wäre die passendere Bezeichnung.
    • Calvin_20 20.07.2019 11:32
      Highlight Highlight Ja, sie war unbestritten eine "Pionierin" aber ich denke sie darf auch sehr wohl als "Heldin" bezeichnet werden. Erst recht, wenn wir in der Weltgeschichte schauen für welche Personen der Titel bereits verwendet wurde. Natürlich hat sie den Code nicht selbst geschrieben und dem gesamten Team gebührt unglaublichen Respekt für diese Leistung. Aber hätte Margaret Hamilton nicht einen bedeutenden Beitrag geleistet, wäre sie heute auch nicht das "Gesicht" der Wissenschaftler im Hintergrund. Mir persönlich gefällt diese Darstellung - und ihr Team hatte offensichtlich auch nichts dagegen einzuwenden.
    • Arthur Philip Dent 20.07.2019 11:43
      Highlight Highlight Was ist dir denn über die Leber gekrochen? 😅
    • Calvin_20 20.07.2019 12:31
      Highlight Highlight Nen "Bug" 😂
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  • der Denker 20.07.2019 10:33
    Highlight Highlight Schon erstaunlich was vor 50 Jahren alles möglich war. Im Programm Code durfte es keinen Fehler haben, sonst hätte es nicht funktioniert. So nah an perfektionismus werde ich wohl nie kommen.
    • ingmarbergman 20.07.2019 10:40
      Highlight Highlight Es hatte ganz viele Fehler im Code. Das Team hat bis kurz vor dem Start immer wieder Bugs entdeckt und teils gefixt, teils auch nicht.
    • super_silv 20.07.2019 12:35
      Highlight Highlight Und fixen hies da wohl Stundenlang Drähte durch magnete ziehen😅
    • ingmarbergman 20.07.2019 14:37
      Highlight Highlight Drähte ziehen? 🤦🏻‍♂️ Ehm nein.. Der Code für die Apollo-Computer war in einer Art Assembly geschrieben. Jeder der mal Informatik studiert hat, weiss wie mühsam das ist und wie leicht man Fehler macht bzw wir kompliziert das Debuggen ist.
      Der Code für Eagle und Columbia sind übrigens auf Github, wenn man sich „einlesen“ will.
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