Voorloper van „ruimteviiegtuig Vierde com puter gene ratie 100 TRILJOEN BEWERKINGEN PER SECONDE COMPUTERGEHEUGEN IN LASER-STRAAL perspectief Merkwaardigste toestel ter wereld V. de Faam 3 Lichtsnelheid Eén miljoen 100 triljoen Laatste grens Dyna Soar Dragend lichaam Moedervliegtuig \T 5 TEL. 37639 in 2 ploegendienst bereiding van onze uur en de middag- ig een half uur pauze ndags niet gewerkt, nen van 25 jaar en mievrij pensioenfonds ook voor de vonenden. 17.00 uur KERWERKEN (Tel. 22311) Op de vliegbasis Edwards in Califor- nië, waar het onderzoekingscentrum van NASA, het Amerikaanse bureau voor lucht- en ruimtevaart is geves tigd, zullen binnenkort de eerste vlieg- proeven worden ondernomen met een ve hikel, dat met recht het merkwaardigste vliegtuig ter wereld kan worden ge noemd. Het toestel, dat geen motor en geen vleugels heeft en eigenlijk alleen maar bestaat uit een romp met een D- vormige doorsnede, draagt de naam M2- F2 en is gebouwd door de Northrop vlieg- tuigfabriken. Het is ontworpen als een voorloper van een toekomstig „ruimte vliegtuig", dat niet alleen in de ruimte maar ook in de aardatmosfeer volledig bestuurbaar moet zijn. De thans gebruikte ruimtevaartcapsules zijn niet meer dan slecht gestroomlijnde stalen cap. sules. Zij zijn geschikt voor vluchten in de lucht ledige ruimte en kunnen daar door de bemanning behoorlijk onder controle worden gehouden. Maar als ze in de dampkring terugkeren, worden ze praktisch onbestuurbaar omdat ze geen dragen de oppervlakken bezitten. Ze eindigen hun histo. rische ruimtevluohten op nogal primitieve wijze, hangend aan een parachute en landen op plaat sen, die door de bemanning nauwelijks tot op 100 kilometer nauwkeurig kunnen worden be paald. sits 0 In de elektronische hersenenvan de hedendaagse computers worden vele duizenden tot een miljoen elementaire bewerkingen per seconde uitge voerd. In de toekomst zal de rekensnelheid misschien miljoenen keren groter worden. Maar er zullen tenslotte door de natuurwetten gestelde grenzen worden bereikt. De interne verwerkingssnel heid van elektronische informatie-verwerkende systemen, kortweg com puters genoemd, is in de korte tijd van hun bestaan ongelofe lijk toegenomen. Deze ontwik keling hangt nauw samen met de technologische verfijning van elektronische circuits, die min of meer sprongsgewijs is verlopen. Vandaar dat men de evolutie van de computer nog al eens verdeelt in elkaar op volgende generaties. De computers van de eerste ge neratie" werkten van 1946 tot aan het eind van de vijftiger jaren met conventionele elektronenbuizen. Met de opkomst van de tweede generatie na 1956 werden de rekensnelheden meer dan verhonderdvoudigd. Deze computers waren opgebouwd uit volledig getransistoriseerde circuits en waren uitgerust met geheugens van magnetische ferrietkernen. Met de derde computer-generatie, die thans haar intrede doet, worden de rekensnelheden opnieuw een fac tor honderd groter, dank zij ver gaand geminiaturiseerde ..monoli- tische" circuits en zeer snel toe gankelijke geheugens. Het ziet er echter naar uit dat de computers van de derde generatie over enkele jaren een dooi fysische wetten gestelde grens zullen berei ken. De snelheid waarmee elemen taire fasen in de rekenprocessen worden uitgevoerd, wordt bij de snelste computers reeds uitgedrukt in de onvoorstelbare korte tijdseen heid van de „nanoseconde". Een na noseconde is 't miljardste deel van een seconde. Bij zulke korte tijden gaat de snelheid van het iicht (300.000 km per sec.) een merkba re rol mee spelen. Want in een na noseconde legt het licht een af stand van niet meer dan 30 centi meter af. Daar elektrische stromen zich met de snelheid van het licht voort planten, gaan de interne afstanden binnen de circuits van derde gene ratie-computers praktische grenzen stellen. Een computer, waarvan de elementaire verwerkingsfasen elk ■niet langer dan een nanoseconde du ren, mag voor wat zijn rekencircuits betreft geen grotere afmetingen hebben dan 30 centimeter. Zulke kleine computers zullen voorlopig zeer moeilijk te maken zijn. De vraag is nu of de snelheid van de computers van de derde genera tie nog kan worden overtroffen. Met andere woorden: zal er nog een vierde generatie komen? Volgens 'n artikel van de mathematicus L. A. Edelstein in ..Computer Journal" is dit theoretisch zeker mogelijk. Het verschil in rekensnelheid van de computer van de vierde generatie en de huidige computer zou vele malen groter zijn dan dat tussen de rekensnelheid van de huidige com puter en de mens. De snelste computers, die thans worden gebruikt, voeren een mil joen bewerkingen per seconde uit en doen in enkele minuten een hoeveel heid werk. waarvoor een mens een heel jaar nodig zou hebben. Toch zijn er problemen, die zelfs door de grootste en snelste hedendaagse computers in geen honderd of dui zend jaar zouden kunnen worden op gelost. Een voorbeeld van een dergelijk probleem is de zo simpel lijkende opgave om de kortste weg te be reiken voor een reiziger, die een reeks steden wil bezoeken. Als het aantal steden boven de twaalf komt heeft de computer al een paar hon derd jaar nodig om alle nodige be rekeningen uit te voeren. Voor „Bacchus", zoals toekom stige vierde generatie compute) voorlopig wordt genoemd, zal dit bij mathematici befaamde en be ruchte ..wegenprobleem" slechts een kleinigheidje zijn. Hij zou het vraagstuk al hebben opgelost, voor dat de operateur zijn vinger van de startknop zou hebben genomen. Bacchus zou namelijk in één se conde net zo veel bewerkingen kun nen uitvoeren als de snelste hui dige computer in tien mïljoen jaar! Bacchus zou namelijk een snel heid kunnen bereiken van 1020, of wel 100 triljoen elementaire bewer kingen per seconde. Om enig be grip. van dit fantastische getal te krijgen, kan men bedenken dat er sinds het ontstaan van het heelal naar schatting nog „maar" 1017 se conden zijn verstreken. Volgens Edelstein is het mogelijk een dergelijke met astronomische snelheden rekenende computer te bouwen door een betere organisatie van de technische middelen van de derde computergeneratie. Informa tieverwerking met een snelheid die groter is dan die ^an het licht, is de bovenste grens van de derde ge neratie wel overschrijden, aldus Edelstein, door een groot aantal be werkingen gelijktijdig te laten uit voeren. Dit is theoretisch mogelijk en zou binnen 15 jaar praktisch kunnen worden gerealiseerd. Edelstein voorspelt echter dat de ze vierde computergeneratie waar schijnlijk ook de laatste zal zijn. Want de ontwikkeling zal dan op nieuw op een grens stuiten. In het rekenorgaan van Bacchus zal de in formatie niet via vaste leidingen worden getransporteerd, maar door electromagnetische golven. En hier zal men dan te maken krijgen met de onzekerheidsrelaties van de quantumfysica. Het ziet er naar uit dat hierdoor aan de snel heidsvergroting van de computer een definitief halt zal worden toe geroepen. Hetgeen dan natuurlijk nog niet betekent dat daarmee de evolutie van de computer tot stil stand zal komen. Want pas dan ial de weg vrij zijn voor de ver groting van de „elektronische intel ligentie" en hoe ver deze zich zal ontwikkelen is nog niet te voorspel len. Twee onderzoekers van Bell Te lephone Laboratories in New York z\jn er in geslaagd een 3 kilometei lange laser straal „op te vouwen' in een ruimte van 3 meter door de straal 10.000 keer tussen twee spie gels te reflecteren. Dit experiment opent de weg naar een zeer snel optisch vertragingslijn-geheugen voor computers. De laser-straal werd zodanig tus sen de twee spiegels heen en weei gekaatst, dat de reflectiepunten or de spiegels elkaar niet overlapten Daardoor ontstond binnen een ruim te van 3 meter een bundel licht stralen, die elkaar onderling niet be invloedden. Door modulatie kan op deze lichtstralen eer hoeveelheid in formatie worden „geënt", die in 10 microseconden ilO miljoenste se conde) kan worden teruggehaald. Een dergelijke optische vertra gingsüjn zou 10.000 bits (binaire eenheden) informatie kunnen beval ten, en op deze wijze als geheugen van een computer kunnen worden gebruikt. De informatie zou, net als gegevens op een magnetische band in volgorde kunnen worden terugge lezen met een snelheid van 1 bit pei nanoseconde (één miljardste secon de). Om een zo groot mogelijk aanta reflecties zonder interferentie tus sen de lichtstralen te verkrijgen construeerden de Beil-onderzoekers Donald Herriott en Harry Schulte twee holle spiegels in pen enigszins cylindrische vorm. Door de invalshoek van de bin nentredende lichtstraal te besturen kan in het centrum van de spiegel een „leeg" gebied worden gevormd voor de uittredende lichtstraal. In de praktijk kunnen verschillende stralen gelijktijdig heen eD weer worden gekaatst door ze onder ver schillende hoeken of met verschil lende frequenties te laten binnen treden. Op deze wijze kunnen in één spiegeJsysteem meerdere reeksen informatie worden opgeslagen. Het maximale aantal stvaalreflec- ties wordt bepaald door het opper vlak van de spiegels en door het lichtverlies dat bij iedere reflectie optreedt. Bij 1000 reflecties, die een vertraging van 10 microseconden geven, wordt de kracht van de straal met slechts 20 decibel gere duceerd. Dit houdt in dat vertra gingen tot 20 of 30 microsipconden mogelijk zijn. (bcience journal) G Een fysicus van Bell toont hier de opstelling van de twee spiegels, waartussen de laser-straal 10.000 keer heen en weer wordt gekaatst. 0 De merkwaardige vorm van het vleugelloze „ruimtevliegtuig" is op deze foto wel heel duidelijk te zien. Daarom zoeken de ruimtevaarttechnologen al jaren lang naar een geschikt ontwerp voor een ruimtevaartuig, dat even goed in d. atmosfeer als in de ruimte kan manoeuvreren en dat op een gewoon vliegveld kan landen. Zo'n vaartuig moet zich in de dichtere luchtlagen stabiel kun nen bewegen en een zeker draagvermogen heb ben. Enkele jaren geleden hadden Amerikaanse constructeurs een „ruimtevliegtuig" ontwikkeld, dat goede mogelijkheden leek te bieden. Het toestel heette „Dyna Soar" en had kleme drie hoekige vleugels. Op deze vleugels zou het ge leidelijk in de atmosfeer kunnen terugkeren en naar zijn basis op aarde kunnen zweven. Het zoeken naar juiste constructiemethoder. en ge schikte materialen, die bestand zouden zijn te gen de grote hitte-ontwikkeling bij het binnen dringen van de dampkring, kostte echter zo veel geld, dat het werk aan de „Dyna Soar" op last van de Amerikaanse regering werd gestaakt Na nieuwe onderzoekingen in windtunnels en met vrij vliegende modellen hebben de con structeurs nu echter een nieuwe conceptie ge vonden, die zij „lifting body" ofwel „dragend lichaam" noemen. Hierbij is het ruimtevaartuig zodanig gevormd, dat het zich in de lucht sta biel gedraagt en zoveel draagkracht ontwikkelt, dat het geen vleugels nodig heeft. Twee jaar geleden werden de eerste proeven genomen met een dergelijk vaartuig. Deze M2-F1 was van hout gemaakt, bood plaats aan een lestuurder .n werd aan een kabel door de lucht gesleept ach ter een 2-motorige Dakota. Uit dit eerste ontwerp is nu, na enkele wijzi gingen, de geheel metalen M2-F2 ontwikkeld. De M2-F2 heeft een half-conische romp, die aan de onderkant bol is en aan de bovenkant afgeplat. Uit windtunnelproeven is gebleken, dat deze De M2-F2 is een toestel met een zogenaamd „dragend lichaam". De half-conische romp is aan de onderkant bol en aan de bovenkant plat. Bij grote snelheden in de atmosfeer ontstaat door deze bijzondere vorm een luchtdrukver schil, dat de romi de nodige draagkracht geeft. merkwaardige vorm bij beweging door de lucht een drukverschil teweeg brengt tussen onder- en bovenkant van de romp, waardoor deze „zich zelf "".at dragen". De reus van de nalf-conisohe M2-F2 is sterk afgerond om de hitte-ontwikkeling bij hyperso- nische snelheden zo veel mogelijk te reduceren. Voor \oldoende stabiliteit en draagkracht bij la. gere snelheden beneden die van het geluid zijn achteraan het toestel twee staartvinnen aan gebracht. Met hetzelfde doel is de achterkant van ie romp scherp afgesneden, zoals men dat ook ziet bij race-boten. Daar de M2-F2 een ex perimenteel toestel is, heeft men de neus geheel doorzichtig gemaakt om de bestuurder zo veel mogelijk uitzicht te geven. De M2-F2 zal name lijk in een sterk achterover hellende stand landen. Daar het „ruim te vliegtuig" geen eigen voort, stuwing heeft, zal het voor proefvluchten worden meegenomen onder de enorme vleugels van een 8-motorige B-52 straalbommenwerper. Op ee^ hoogte van 13.000 nieter zal het „moedervliegtuig" de M2-F2 los laten, waarna deze met een smei- heid van 900 km per uur terug naar de aarde zal glijden. Voor dit speciale werk worden thang enkele tcstpiloten opgeleid. Bij Northrop staat nog een ander experimen teel ruimtevliegtuig op stapel, de HL-10. Dit toe stel heeft, in tegenstelling met de M2-F2 een romp met afgeplatte onuerkant en een cockpit die geheel in de romp is verzonken De HL-10 zal in januari 1966 aan de NASA worden overgedra gen voor het uitvoeren van een proefvluchten- programma.

Krantenbank Zeeland

de Stem | 1965 | | pagina 9