概述:核心舱已成功入轨,正式宣告世界,中国载人航天已全面迈入了全新时代。如今两个乘组,3位航天员分别搭乘神舟12号、13号进入太空,此时此刻,还有我国的3位航天员驻扎值守在太空中的中国空间站内。

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我国媒体多次进行过相关直播,我们全都可以清晰地看到航天器内部布局。因此,细心的网友发现,在我国空间站的内部是具有极多按钮的,看上去就十分的复杂。这是肯定的,因为那都是经设计师精心设计,为了帮助宇航员在太空环境中可以更有效的操纵如此复杂的航天器而专门设计的。

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空间站内的操控按键可以复杂到什么程度呢?就连经过长时间特殊训练的航天员也需在操作说明书的指引下操控按钮。

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·操控区,令人眼花缭乱

20世纪70年代之前,人类计算机技术的发展还并不足够成熟,那时科研人员通过汇编语言开发航天器操作指令,载人航天器通过显示器显示其状态与操作流程,那时的航天器内是设置着大量的按键、操纵杆、仪表、警报灯等设备的。

像当时科技最高水平的美国与苏联的载人航天器,往往都是采用机电式仪表,驾驶舱的布局也是借鉴了那一时期飞机座舱的“T”型布局。那时会根据载人航天器所要执行的任务,将地平仪、全姿态仪、飞行高度等重要操作仪表放置在主视区,为了更方便完成相关任务。

此外,那些次要一些的相关仪表也是会布置在主视区地附近区域。

曾有一组十分知名的《太空舱》照片集,照片中就详细展示了“奋进号、发现号以及亚特兰蒂斯号”,三艘航天飞船的驾驶舱以及驾驶操控台的布置,可以发现,当时的驾驶舱内布满了各种功能的按钮,驾驶舱的四壁甚至连顶部都是铺满了密密麻麻的按钮。

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2015年,美国宇航局也公布了国际空间站的内部结构影像。国际空间站为了满足科学研究、正常维护以及航天员日常生活等等需求,里面布置的按钮功能是更为丰富的。

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·NASA公布国际空间站内部布局

里面的按钮负责着不同的功能,以此维持航天器的正常运行,像是操控姿态控制系统、报话通信系统、生命维持系统等等按钮,细分来讲还有负责航天员工作和生活的按钮、空气更新系统、废水处理系统、飞行姿态系统等等。但大部分的时间这些系统都是由电脑控制自动控制工作的,按钮往往是为了在发生紧急情况或有特殊需求的情况下方便航天员手动操控。

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·先进不代表实用,触摸屏不受待见

现如今像是我们使用的手机,已经完全从按键发展成了全面触摸屏,还有如今车上的各种功能按键也是越来越少,慢慢都被触摸屏而取代。触摸屏给我们的生活带来了极大的便利,但载人航天器上的触摸屏却极少出现,十分不受待见,这是为什么呢?

首先;触摸屏虽然容易操作,但却也更容易“误操作”,相信这一点大家是可以理解的,几个连续按键我们基本不会出错,但手轻轻一划,一个简单的手势,却很容易出错。尤其是航天器处于太空环境内飞行,抖动等情况不可避免,那种情况下就会大大增加触摸屏的操控难度。

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其次;可靠性差,相比于传统的物理按键,触摸屏会更容易损坏,更容易出现故障,并且屏幕一旦出现故障,那将影响整个屏幕上的按键正常操作。如果使用触摸屏,那航天员将更容易失去对航天器所有功能的控制。

物理按钮正好与之相反,它更为可靠,并且操作过程中给人的无力反馈也更好,更加精准,更加真实。

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·猎物座飞船操控界面

这包含了按钮设计的五项原则。要知道在飞船的日常飞行中,是要完成科学实验、出舱维修、健康检测等等一系列复杂任务的,并且太空环境与地面完全不同,航天器也与程序员的电脑不同,只需要输入指令后等待其自动完成即可,它不可避免需要航天员手动操控。此时的操控按钮就极其的重要,并且设计师在设计的时候往往也会秉承这5项原则:

①按钮设计追求简单;

②必须配备操作说明书;

③需按任务,按功能重要程度分布按钮位置;

④重要指标、警报系统,需一目了然;

⑤要有严格的防误操作设计。

并且,像载人航天器上采用的硬件、软件以及操作流程,都是需要协同控制的,就像是航天器的姿态控制,就会由数据处理系统、测量器以及执行机构这3个部分协同操作才能共同完成。

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·未来发展趋势

如今的设计理念都是“以人为本”,经过人类科技多年的发展,现在的语音控制技术已经越来越成熟,在未来,或许加之语音识别技术的辅助,人类可以使用语言更轻松地完成对计算机的操控,减轻航天员操作符合,尽快实现载人航天器的自动化。

就像是2020年由SpaceX公司研发的载人“龙”飞船,已经完成了首飞,该飞船最引人注意的一点就是它的操作系统。“龙”飞船的操作系统已经没有了密密麻麻的按钮和刻度盘,转而采用了极大的触摸屏。

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屏幕上集成了许多复杂的系统,让人惊叹不已,由于物理按钮相对较少,所以让“龙”飞船看起来也更具科技感。当然,飞船上的应急使用按钮还是依然采用的物理按钮,这也证明虽然触摸屏更易操作,更具科技感,但还是物理按钮更加安全可靠。

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当然,随着航天技术与人类科技的发展,像飞船控制系统也是正在循序渐进发生着改变的,载人航天器上的物理按钮也是会越来越少的。其实这样也好,可以大大减轻宇航员的工作压力,相信在未来,载人航天器还会越来越容易操作,成为最符合我们心中科技感满满的宇宙飞船样子。