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载人航天器操作面板进化史 为什么到 SpaceX才用上
发布时间: 2020-06-07 来源:互联网 点击次数:

随着马斯克的SpaceX载人龙飞船成功发射并与国际空间站成功对接,其中最吸引人的除了这次宇航员的轻量级宇航服,一改大家对于宇航服笨重的影响。还有一个最引人注意的就是龙飞船的操作面板,几块轻便的触摸屏取代了过去航天飞机中让人眼花缭乱的物理按钮和机械开关,似乎让这个星球科技含量最高的载人载人航天器一夜之间进化到了属于这个时代的样子,但你是否想过,为什么技术雄厚的NASA(美国国家航空航天局)一直没有大胆做出的改进被一家私人公司实现了呢?

在讨论这个问题前,按照惯例,先上一段载人龙飞船同地面控制中心的对话。再次感受下不一样的SpaceX载人龙飞船。

SpaceX的载人龙飞船属于载人飞船,而航天飞机,就是你所看到过的那种类似于飞机的载人航天器,随着美国亚特兰提斯号执行完最后一次任务,美国的所有航天飞机在2011年7月22日正式退役,送美国宇航员去国际空间站的任务就只能靠俄罗斯的联盟号了。

下图就是1985年开始投入使用的NASA的第四架航天飞机亚特兰提斯号(STS Atlantis OV-104)的驾驶舱。

有第四架就有第五架,但第五架也是NASA的最后一架航天飞机,1982就开始建造,1992年首次升空的奋进号航天飞机(STS Endeavor OV-105)。有传闻说当时美国建造发现号和亚特兰提斯号后剩余一些备件,所以NASA决定发扬不浪费的传统美德开始建造奋进号。

下图就是奋进号的驾驶舱,是不和亚特兰提斯号几乎完全一样,因为本来就是同一个时代的产物。

这些已经成为历史,那我们就来看下至今依然使用中的俄罗斯联盟号载人飞船,联盟号是一个系列,就如同我们的神舟号一样,从1967年4月23日,前苏联第一艘联盟号飞船(联盟A)发射成功到2020年4月9日联盟MS-16(Союз МС-16)载人飞船发射成功,联盟号共进行了144次载人飞行。

MS-16指令舱的操作面板大体上同美国的航天飞机差不多,以机械开关为主,辅以信息显示的显示器。

到这里,你要是认为美国国家航空航天局在航天飞机退役后就没有在载人航天器上进行实质性研究,那你就冤枉了NASA,在宣布传统航天飞机退役之前,NASA就已经着手研究新的载人飞船。大家一定知道全球最大的军火制造商洛克希德·马丁公司还有全球最大的客机制造商之一波音公司。他们就是NASA重金培养的亲儿子。

目前主要由洛克希德·马丁公司参与的是猎户座飞船(Orion Multi-Purpose Crew Vehicle)在NASA不断砸钱后终于在去年NASA对其进行了测试,后面还有很长的路要走。

猎户座的指令舱已经开始摆脱传统飞行器那种大量按钮的界面设计,但主要操纵依然是靠物理按钮进行的。显示屏的主要作用依然是信息显示,而非操控。

另一个亲儿子波音研制的是CST-100 Starliner(星际线),其和SpaceX一样属于商业载人航天项目,造型和猎户座类似:

按照目前最新的训练模拟机画面来看,星际线也采用了触摸大屏的方案。但目前星际线依然在测试中。

早期的载人航天器,包括现在的商业飞机。其大量使用实体按钮和机械操纵杆的原因主要在于飞行器所追求的最重要的是安全稳定,一套操作面板一旦定型,如果要进行大的修改,必然要投入大量的资金。另一方面实体按钮和机械操纵杆相对触摸式显示屏来说,对于驾驶员的盲操更加友好,你的每一次操纵,身体都可以实际感受到。同时物理开关相对触摸屏来说,更加可靠些。但从目前发展趋势来看,触摸屏必然是发展方向,而且目前证明已经可以适应太空飞行的复杂环境。

从一定程度上来讲,大量触摸屏的引入使飞船驾驶相对过去而言变得容易些。也许,这就是载人航天器未来会普及的开始。

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