0,001 sekundit, viimane meeter – finish

0,001 sekundit, viimane meeter – finiśh!

F1-autod kulgevad sirgetel rajalõikudel üle 300 km/h. Sekundiga läbib tiivuline võistlusauto seega ligi sada meetrit. TV oma teleoptikaga tapab kiiruse, kuid rajapiirde kõrval seistes näeb see välja nii: kaugest kurvist ilmub helepunane täpike, siis kurdistab sind kahurimürinana mootorihääl, leekpunane välgatus otse su ees ja juba kahaneb auto taas täpikeseks ning kaob järgmisse kurvi. Kõrvad huugavad. Schumacher? Barrichello? Seda pead aimama, sest s e l l i s e l kiirusel on numbrit või kiivrimaalingut lootusetu märgata. Aga on neid, kes peavad märkama.

Vello Kala
Fotod Vello Kala, TAG Heuer

Need, kes peavad märkama iga autot igal ringil ning lisaks ka iga auto möödumishetke fikseerima, on ametlikud ajamõõtjad. Kes teenis kvalifikatsioonisõidus parima stardikoha? Kelle nimele jääb võistluste kiireim ring? Kummas kõrvuti üle lõpujoone sööstnud autos istus võitja? Õiged vastused neile küsimustele sõltuvad ajamõõtjate-ringikohtunike tööst.

Stopperist tänapäevani

1950, Inglismaa, vana Silverstone’i lennuväli. F1 ajaloo esimese sõidu suurele auhinnale kiireimal ringil kihutas Giuseppe Farina 153 kilomeetrit tunnis. Milline oli F1 ajaloo esimese maailmameistri t e g e l i k ehk täpne ringikiirus, ei saa me paraku kunagi teada, sest aega võeti toona käsistopperiga.
Olen läbi aastate klõpsinud stopperit endise N. Liidu võidusõiduradade ääres – ning hiljem elektroonilist kronomeetrit F1 GP-sõitudel. Kui toona võetud aegasid kolleegidega omavahel ja ametliku võistlusprotokolliga võrdlesime, selgus, et igaüks meist pannuks kokku mõneti erineva pingerea – ning kellelgi meist ei õnnestunud saada täpselt samu aegu, mida näitas protokoll. Viga polnud kellades, vaid meis endis. Meenutame: sekund – ja sada meetrit. Tippsõitjate ringiajad võivad erineda aga vaid sekundituhandike võrra. Üritada nii nappe ajahetki pöidlavajutusega püüda on lootusetu ettevõtmine.
Paraku siis paremat võimalust lihtsalt polnud.
1950–1955. Stopperiajastu. F1 ajateenistus koosnes hallipäistest džentelmenidest, kes huvist asja vastu finišijoonel kelli klõpsutasid. Juhtusid näidud liiga erinema, leiti härrasmehelik kokkulepe, milline aeg jääb ametlikuks. Oma ajateenistus oli juba ka tiimidel: seal sõtkusid stopperinuppu enamasti võidusõitjate sõbrad-abikaasad. Kõige kiiremad ringid said stopperile enamasti sõitjate girlfriendid, kes abikaasastaatust alles sihtisid.
1955–1960. Ilmub esimene just võidusõidu tarbeks konstrueeritud ajavõtuseade. See koosneb vineertahvlist ja selle ülaserva kinnitatud kolmest stopperkellast. Kellad olid omavahel niimoodi mehaaniliselt ühendatud, et ainus vajutus seiskas ühe kella, millelt loeti siis äsja lõppenud ringi läbimise aeg, käivitas teise, et lugeda järgmist ringi ning seadis kolmanda "nulli" ootamaks ülejärgmise ringi algust. Tahvel ise oli aluseks paberilehele, kuhu kanti mõõdetud ringiajad. Oma vaba aega sisustavate hallipäiste härrasmeeste ja sõprade-naiste-pruutide-armukeste asemel võtsid need tahvlid kätte palgalised ajamõõtjad. Räägitakse, et seetõttu langesid rekordkiirused oluliselt. Ent olgugi kiirused napimad – nüüdsest olid nad enam-vähem tõesed. N. Liidu võidusõidus jäi see tehnoloogia tiimide tipptasemeks kuni riigi kokkuvarisemiseni.
1960–1970. Ilmub elektroonika. Nüüd võimaldab uudne ajavõtusüsteem fikseerida kõigi autode kõik ringiajad. Kõlab uhkelt? Tegelikult töötas seade nii, et ajamõõtjaneiu surus iga kord, kui mõni auto finišijoone ületas, klahvile. Kui ajatreening või võistlus läbi, ajas kassaautomaati meenutav seade endast välja paberlindi, kus kirjas nupuvajutuste ajalised vahed. Siis algas keeruline dešifreerimistöö: ringilugejate brigaad katsus nende poolt igal ringil koostatud võistlejate järjestust ajaimpulsside jadaga kokku sobitada. Kõneldakse, et mõnikord see õnnestuski. Ent ka sel juhul ei määranud protokolli läinud ringiaega tegelikult mitte Jim Clark'i või Graham Hilli gaasivarvas vaid kohtunike klaastornis istuva ajavõtjaneiu klahvi sõtkuv nimetissõrm. Sellise seadme ilmumine Riia Bikernieki ringrajale kaheksakümnendate aastate keskel oli idavõidusõidus tõeline tehnoloogiaime – ja alus lugematuteks vigadeks ja protestideks.
1970–1975. Elektroonika tõrjub "näputöö". Tõsi, mitte kohe. Esimene samm oli elektrooniline vaste kolme kellaga tahvlile. Heuer Centigraph'i nime kandev seade meenutas paarikümnejalgset ämblikku: nüüd oli ajavõtutornis iga auto kohta oma nuppu vajutav neiu. Iga sellise "nupu" juurest jooksis traat Centigraph'i, mis trükkis nüüd välja juba iga konkreetse auto ringiajad, ja mitte enam kümnendik-, vaid sajandiksekundites. Tõsi, ei tohi unustada, et sellel uuel täpsustasandil mõõdeti endiselt mitte reaalset ringikiirust, vaid ajahetki klahvivajutusest klahvivajutuseni.
Perioodi lõpul said tütarlapsed lõpuks nupunäppimisest priiks: rajaveerde ilmusid fotoelemendid. Raja ühel serval paiknes valgusallikas, raja vastaspoolel valgusele reageeriv fotoelement. Kui auto läbis ajavõtupunkti, katkestas ta valguskiire ja arvuti fikseeris täpse katkestushetke. Tõsi, nähtava valguse sagedusalas töötav mõõdik oli tundlik valguse ja varjude mängule ning eriti vihmale. Seetõttu asendas valguskiire peagi sootuks "ilmakindlam" infrapunane kiir. Esimest korda ajaloos saadi nüüd reaalsed ringiajad, mis ei sõltunud kellegi näpuosavusest. Ometi polnud ajavõtt nüüdki kaugeltki veatu, sest ikka tuli ringilugejail-kohtunikel dešifreerida, milline auto millisel hetkel infrapunakiire katkestas – arvuti väljastas vaid katkestuste täpse aja. Ringiajad arvutati katkestuste aegu ja ringilugejate tabeleid võrreldes käsitsi välja, mis omakorda suurendas veaohtu.

1975–1980. Autot "tundev" elektroonika. Kõigile oli juba ammu selge, et vigadevaba ajavõtt on võimalik vaid siis, kui "inimfaktor" sekunditelugemisest hoopis kõrvaldada. Selle ülesande lahendas juba mainitud Šveitsi kellatootja Heuer. Idee iseenesest oli hirmlihtne: iga auto peab kandma tillukest raadiosaatjat, mille signaali loeks finišijoonel paiknev vastuvõtja. Kui seada autode signaaligeneraatorid erinevatele sagedustele, saabki automaatselt lugeda iga auto igakordse finišijoone ületamise täpse hetke. Tõsi lihtne idee osutus sugugi mitte lihtsaks insenerlahenduseks. Võidusõiduauto rappub, allub suurtele ülekoormustele ja kiirelt muutuvatele temperatuurivoogudele – raadiosaatja armastab aga rahulikku elu. Ajapikku uudse ajavõtusüsteemi usaldatavus kasvas ja selle võtsid kasutusele mitmed tiimid eesotsas Ferrariga. Ametlik ajavõtt oli aga endiselt iga GP korraldaja otsustada ning enamasti eelistati "näputööd" sisaldavaid süsteeme.
1980–1990. Arvutite aeg. Arvutitehnika kiire areng võimaldas vabastada inimese mitte üksi ajavõtust, vaid ka tulemuste töötlemisest. Nüüd tuli arvutist juba valmina täielik treeningu- või võistlusprotokoll. Tõsi, mitte ametlik protokoll, sest konservatiivsed autospordijuhid eelistasid endiselt infrapunasel kiirel ja fotoelemendil põhinevat ajavõtusüsteemi: küll oluliselt kohmakam, oli see vähemalt toonaste hinnangute põhjal töökindlam (kuigi ehk mõõtmistäpsuse hinnaga).
1992. Nüüdisaeg algab. Sel aastal sai GP-võistluste ametlikuks ajavõtjaks selle võidusõidu ajavõtutehnikat ehk kõige enam edendanud TAG Heuer. Šveitslased jätkasid oma autot tundva süsteemi töökindlaks viimistlemist. Kuna seade oli aga endiselt kohati tundlik äikese ja muude elektriväljade suhtes ning polnud selgust, kuidas käituda, kui mõne auto signaaligeneraator peaks üles ütlema, jäi ametlik ajavõtt endiselt fotoelemendi hooleks.
1995. Stardisensorid. Üllatav, aga senini tuli kohtunikel silma järgi otsustada, liigahtas mõni auto enne stardihetke või ei. See tõi alatasa kaasa proteste, kuna mustvalget tõestust iga auto paigaltvõtu hetkest polnud – aga 800–900 hobujõu vallandamine konkurentidest hetkegi võrra enam annab "varastajale" tohutu eelise. 1995. aastal selline olukord lõppes – iga stardikoha alla peideti asfalti andur, mis paljastas "varga" sajaprotsendilise garantiiga. Sama tüüpi sensorid mõõdavad ka boksipeatuste kestust.
1996. Praeguse ajavõtusüsteemi algus. GP-sarja korraldajad otsustasid lõpuks, et ametlikud ajad võetakse nüüdsest autot tundva süsteemi abil. Senine fotosilmal põhinev süsteem jäi rajale alles varuvariandina.

Moodne võidusõidurada

Ajavõtusüsteem, mida järgnevalt tutvustame, töötas äsja Interlagoses, töötab peagi Imolas ja nii kuni hooaja lõpuni. Moodne võidusõidurada on ühtlasi kõrgtehnoloogiline kronomeeter. TAG Heuer toob igale GP-sõidule üle 18 tonni mitmesugust varustust, sealhulgas üle kolmekümne signaaligeneraatori võistlus- ja varuautodele, 17 antenni telemeetriaside tarbeks, 38 kilomeetrit ühenduskaableid (sellest 12 km kiudoptilist kaablit) ning 130 monitori, et viia teave operatiivselt korraldajate, tiimide ja ajakirjanikeni.
Kuidas see kõik töötab?

Null viga

Bensiinivereliste meeste hobist on GP-võidusõit muutunud äriks, kus pöörlevad lisaks autoratastele miljardid dollarid. Miljoneid teenib ka ametlik ajamõõtja TAG Heuer, ent ühe tingimusega. Lubatud vigade arv on kuni 2003. aastani kehtivas lepingus täpselt määratletud. See arv on null. Reegli rikkumine tooks kaasa leppetrahvi, kus neidsamu nulle oleks oi kui palju...

Mitmekordne garantii

Normaalselt tagab ajavõtu GP-nädalavahetusel põhisüsteem, mis koosneb neljas paigas (sh stardi-finišijoon) asfalti peidetud signaalilugejatest. Finišijoonel paiknev loeb ringiaegu (ja iga auto lõppaja), teine, tavaliselt pikima sirge lõppu paigutatu, annab teada autode maksimaalkiiruse. Kaks ülejäänut on paigutatud enam-vähem võrdsele kaugusele stardijoonest, et oleks võimalik jälgida autode tempot rajakolmandike kaupa. Sensorid stardikohtadel ja pit lane’il fikseerivad stardi õigeaegsuse ja boksipeatuste kestused. Täiendavad andurid annavad märku, kui keegi ületab boksiteel lubatud sõidukiiruse. Kogu rada ümbritsev fiiberoptiline kaabel kannab sensorite näidud ajavõtu- ja andmetöötluskeskusse, sealt aga juba töödeldud teabena korraldajate, tiimide ja pressikeskuse monitoridele – ja satelliitside kaudu sinu ja minu teleekraanile. Kõik ühendused on dubleeritud ning vead praktiliselt välistatud.
Juhuks, kui rohelised mehikesed peaksid valguskaabli siiski läbi närima või meteoriit mõne antenni purustama, on olemas ka varusüsteem. See koosneb kahest sõltumatust infrapunaindikaatorist finišijoonel (kaks taas selleks, et kui rohelised mehikesed...), mis kannavad autode ringiajad mitte andmetöötluskeskusesse, vaid ajavõtutorni. Veatu ajavõtt on niimoodi tagatud ka siis, kui meteoriit peaks andmekeskuse või ajavõtutorni purustama. Kui tuleb aga kaks taevakivi ja hävivad mõlemad? Ei häda, sõltumatult eelmainitud süsteemidest jälgib finišijoont suure eraldusvõimega kiirsalvestusega videokaamera. See toodab finišijoonest igas sekundis sada kaadrit, "trükkides" igale kaadrile ka täpse ajahetke.

Kui aga kukuvad kolm meteoriiti? Selleks puhuks täna veel lahendust pole...


__________________________________

Läbi aegade kiireim ring F1-võidusõidus mõõdeti 1985. a Silverstone'is Keijo Rosbergile: soomlase keskmine kiirus oma parimal ringil oli 258,984 km/h.

x x x

Kõige napim võit F1 ajaloos oli Itaalia GP-l 1971. aastal. Peter Gethin alistas Ronnie Peterssoni 0,01 sekundiga. Tänane ajavõtutehnika suudaks sellesse ajavahesse paigutada pea pooled lõpetajad – mõõdetakse ju nüüd tuhandiksekundi täpsusega.

x x x

1999. a Austria GP kvalifikatsioonisõidus alistas Michael Schumacher Mika Salo (mõlemad Ferraril) 0,001 sekundiga. Läinuks nad oma kiireimale ringile kõrvuti, edestanuks Michael Mikat finišijoonel 7 sentimeetriga. A-1 Ring on 4,3 kilomeetrit pikk, Schumacheri "ülekaal" oma kolleegi suhtes oli seega 17 millimeetrit kilomeetri kohta!

Artikkel avaldatud Tehnikamaailmasaprill 2002

printerisõbralik versioon esita küsimus