Здесь по ним предстоит вычислить его орбиту.
Задача, казалось бы, несложная. Путь искусственного спутника, как и любого другого небесного тела, определяется законами Кеплера, с которыми каждый из нас знаком еще со школьных лет. Значит, надо взять соответствующие формулы, вытекающие из этих законов, подставить в них найденные из наблюдений недостающие величины, определяющие положение спутника в разное время, — и орбита готова.
Но вот тут-то и начинаются главные трудности. Примерную орбиту спутника можно вычислить даже на арифмометре — всего по нескольким наблюдениям. А вот чтобы определить орбиту спутника с такой степенью точности, как это необходимо хотя бы геодезистам, надо произвести огромное количество вычислений. Если их поручить одному человеку или даже целой группе ученых — это заняло бы, пожалуй, не день и не два, а, может быть, несколько месяцев или даже лет.
Получалась невероятная вещь. Человек сумел проникнуть в тайну движения небесных тел, записать законы, которым подчиняются космические путешественники, языком математики. А когда осталось самое простое — пересчитать цифры, казалось бы, сделался беспомощным.
Сотни, тысячи вычислений астрономы должны были раньше производить «вручную». Они делили и умножали многозначные числа, извлекали корни, интегрировали, решали дифференциальные уравнения, и казалось невозможным, чтобы всю эту сложную премудрость могла постигнуть пусть даже самая «умная» машина.
И многочисленные расчеты так и остались бы, вероятно, большим препятствием при определении орбиты спутника и вообще геодезических вычислений, если бы их не поручили электронно-счетным машинам, считающим в 100–150 тысяч раз быстрее самого способного вычислителя.
Академик А. В. Топчиев, говоря о современных электронно-счетных машинах, привел как-то такой интересный пример. Для обработки астрономо-геодезических измерений приходится производить до 250 миллионов арифметических операций. Большой электронно-счетной машине Академии наук на это требуется всего 20 часов, а одному человеку пришлось бы трудиться над этой же задачей… целых 200 лет.
…И вот она перед нами — машина с «высшим математическим образованием», как шутливо говорят про нее ее создатели: быстродействующая электронно-счетная машина, на которой был произведен первоначальный расчет орбит советских искусственных спутников и которая по результатам наблюдений за их движением вычисляет «новую» орбиту рукотворных небесных тел, позволяя с большой точностью предсказывать их будущий маршрут.
Она занимает целый зал, эта удивительная машина, считающая с непостижимой быстротой — 7–8 тысяч вычислений в секунду. Оператор — единственный человек, кроме дежурного у пульта управления, который помогает машине считать. Он переводит задание на язык машины. Обычные цифры, напечатанные черными значками на белой бумаге, превращаются в комбинации аккуратных отверстий. Это своего рода перевод с языка зрячих на язык слепых.
Но почему именно такой язык выбрали для столь совершенной машины? Оказывается, она действительно пока еще слепа и не может читать обычный черно-белый текст. Зато вот этот, состоящий из осязаемых условных значков, она читает легко, «ощупывая» лучом света ленту, на которой он написан.
Получив необходимые цифры, машина «извлекает» из своей магнитной «памяти» соответствующие формулы, заблаговременно «вложенные» туда человеком, и принимается считать.
Найдя в сплошной непрозрачной ленте отверстия, которыми записаны нужные для счета цифры, луч света проскальзывает сквозь них и попадает на металлическую пластинку. Там, где упал световой луч, рождается крохотный родничок электротока. Усиленный в несколько раз поток электронов, выбитых лучом света из металлической толщи, влетает в электронную лампу.
Одна за другой вспыхивают «искорки» электрического тока в многочисленных электронных лампах, заполняющих почти всю внутренность машины. Мириады таких электрических «искорок» — это как бы рассыпавшиеся на крошечные составные части громоздкие цифры, подлежащие счету.
Счетные машины оказались хитрее даже самых умелых и ловких вычислителей. Они оперируют только с единицами и нулями, на которые в конечном счете можно разложить любое число.
Отказались они и от сложных математических действий. Обладая способностью почти мгновенно складывать сотни и тысячи самых различных цифр, электронные «математики» все расчеты свели к сложению. Им оказалось легче сложить число 358, скажем, с самим собой 358 раз, чем перемножать их друг на друга.