Dr. Paul Herget
Cincinnati Üniversitesi Gözlemevi, Cincinnati, Ohio
(Remington Rand'ın "Systems Magazine" dergisinden, Temmuz-Ağustos 1955, izinle yeniden basılmıştır)
Gezegenler arası roket yolculuğu çağı çok da uzak olmayabilir. O gün geldiğinde, roketçiler rotalarının güvenli bir şekilde haritalanabileceğini görecekler. Küçük gezegenler ve uydular arasında hassas bir rota çizmek mümkün olacak, çünkü o zamana kadar yolları iyi tanımlanmış olacaktır.
Küçük gezegenleri kapsayan tüm bu önemli "seyahat" bilgileri mevcut olacaktır; çünkü elektronik hesaplamanın fantastik hızı ve nokta atışı doğruluğu, hayati astronomik verileri elde etmek için şimdiye kadar kaçınılmaz olan sıkıcı ve zaman alıcı manuel hesaplamaları ortadan kaldırmayı mümkün kılmıştır.
Cincinnati Üniversitesi Gözlemevi, Güneş etrafındaki yörüngelerinde dönen 1.600'den fazla küçük gezegenin hareketlerinin hesaplanması konusunda Uluslararası Astronomi Birliği'ne karşı özel bir sorumluluğa sahiptir. Bu nesneler, bir yanda pratik navigasyon, diğer yanda güneş sisteminin kökenine dair teoriler gibi astronomik problemlerde temel bir rol oynamaktadır.
Geçmişte, küçük gezegenlerin geçmiş, şimdiki ve gelecekteki konumlarını hesaplama probleminde, genellikle logaritma tabloları veya masa tipi hesap makineleri ile yapılan muazzam miktarda zaman alıcı çalışma vardı. Tarihsel olarak astronomlar bilimsel hesaplamalarda lider olmuşlardır ve Univac gibi güçlü elektronik hesaplama ekipmanlarının sunduğu avantajlardan en iyi şekilde yararlanmak istememiz son derece doğaldı.
Bu problemi Remington Rand Bilimsel Çalışmalar Direktörü ve Univac'ın ortak mucidi Dr. John W. Mauchly'ye sunduğumuzda aldığımız coşkulu iş birliğini takdirle karşılamaktayız. Univac operasyonu için hesaplamaları hazırlamak üzere bizimle iş birliği yapacak bir programcı görevlendirdi ve böylece, uzun çalışma saatlerinin saniyelere veya dakikalara indiğini görmeyen birinin tam olarak anlayamayacağı heyecan verici bir deneyim başladı.
Jüpiter'in Uyduları Üzerinde Bir Test
Nihai hedefimiz 1.600 küçük gezegenin tamamını takip etmek olsa da, Univac tekniklerinin bu uygulamasını Jüpiter'in dış uyduları (VIII, IX, XI ve XII numaralı uydular) üzerinde daha küçük bir pilot model operasyonu ile test etmeye karar verdik.
Güneş sistemindeki en büyük gezegen olan Jüpiter'e 12 uydu veya küçük ay eşlik eder. İlk dördü —Io, Europa, Ganymede ve Callisto— 1610 yılında Galileo tarafından keşfedilen ilk nesnelerdi. 1892'ye kadar başka bir ay keşfedilemedi. 1906'dan bu yana fotoğrafik yöntemlerle yedi tane çok sönük uydu daha tespit edildi.
Dr. S. B. Nicholson, son dördünün kaşifidir; en yenisi 1951'de bulunmuştur. Geçen kış, 1941'den beri gözlemlenemediği için Jüpiter VIII'in fotoğrafını çekmek istedi. Jüpiter VIII, yörüngesinden uzaklaşmış değildi; sadece şu anki konumuna dair hassas hesaplamalar mevcut değildi. Bilinen son hesaplamalar 1938'de Dr. H. R. J. Grosch tarafından yapılmıştı.
Dr. Grosch'un 1941'de hesaplamalarını bıraktığı yerden alınan sayısal veriler ve hesaplamalar için gerekli program Univac'a beslendi. Jüpiter VIII uydusunun 1980 yılına kadar olan yolunu hesaplamak Univac'ın sadece 20 dakikasını aldı. Aynı anda yedi ek hesaplama daha gerçekleştirildi ve toplamda yaklaşık 3 saatlik Univac süresi kullanıldı.
Jüpiter VIII'in 1955 yılındaki konumlarına dair hesaplanan tahminler Dr. Nicholson'a gönderildi. Nicholson, 100 inçlik Mt. Wilson teleskobunu kullanarak, sekizinci Jüpiter uydusunun sönük görüntüsünü, Univac hesaplamalarının bir ark dakikası (bir derecenin 60'ta biri) dahilinde tespit etti. Bu hassasiyet, 200 fit mesafeden bakılan bir kuruşun boyutu kadardır. Jüpiter Dünya'dan 500 milyon mil uzaktadır. Jüpiter VIII ise gezegenden 15 milyon mil uzaktadır.
Ayrıca, bu uyduların yörüngeleri ne dairedir ne de basit bir elips formundadır. Belirli zamanlarda, Güneş'in uydu üzerindeki kütleçekimsel çekimi, Jüpiter'in çekimini aşar. Böylesine karmaşık bir yolu hesaplamak için bilinen tek etkili yöntem Univac'ta kullanılan yöntemdir. Elle yapılan bir hesaplama, 10 günlük periyot ilerletmek için 10 ila 15 dakika gerektirirken; Univac aynı işi saniyenin 5/6'sında tamamladı.
16 Milyon İşlem
Jüpiter'in dört dış uydusuyla ilgilenirken ve 1940'tan 1980'e kadar olan bir dönem için hesaplanacak toplam 32 değişkeni dikkate alırken, Univac üzerinde 16.000.000'dan fazla işlem gerçekleştirildi. Bu işin elle yapılması yaklaşık beş insan-yılı sürerdi.
Bu proje sadece Jüpiter'in sekizinci uydusunun 14 yıllık bir aradan sonra başarılı bir şekilde geri kazanılmasını sağlamakla kalmadı, aynı zamanda 1.600 küçük gezegenin şimdiki ve gelecekteki yörüngelerini hesaplamaya yönelik çok daha büyük operasyon için bir deneme alanı görevi gördü. Univac gibi güçlü hesaplama ekipmanlarıyla; tüm küçük gezegenlerin güvenilir yörüngelerini belirlemek, hareketlerini hesaplamak ve çeyrek yüzyıl sonrasına kadar güvenilir tahminler yapmak için sadece 500 saatlik bir çalışmanın yeterli olacağı tahmin edilmektedir.
"Düğmeye basarak astronomi" çağı geldi. Univac'ın astronomik hesaplamaların gerektirdiği zaman alıcı faktörlerin üstesinden gelme yeteneği ve kapasitesi, astronomların gökyüzü araştırmalarındaki sınırları ortadan kaldırmaktadır.