所有现代航天器都可以自主飞行,人工干预最少。然而,每个航天器都可以选择由机组人员完全手动控制。在紧急情况下,全手动控制是一种生命安全装置。不管一艘宇宙飞船有多成熟和可靠,它的宇航员必须完全精通在太空中手动驾驶飞船,与空间站对接,解锁,脱离轨道返回地球等等。
作为他的M.Tech研究的一部分,印度宇航员候选人小组队长Ajit Krishnan比较并评估了俄罗斯和美国手动操纵航天器的方法,以及两个先锋国家遵循的航天器设计。
Krishnan队长和他的三名宇航员候选人最初是印度空军的战斗机飞行员,他们于2021年在俄罗斯的尤里·加加林宇航员训练中心完成了训练。从那以后,他们一直在ISRO和印度空军的各种设施进行训练。
宇航员候选人也一直在帮助ISRO设计和开发印度国产“加加扬”航天器的一些组件和接口。今年8月,四名候选人中的两名将前往美国,在德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心接受高级培训。
“所有正在运行的航天器(太空舱),如SpaceX Crew Dragon、俄罗斯的联盟号、波音Starliner,甚至未来的NASA Artemis Orion,都配备了全手动控制,帮助机组人员控制飞船。然而,每个飞行器都有不同类型的界面和控制。”
“作为他在班加罗尔印度科学研究所(IISc)研究的一部分,Ajit Krishnan比较了美国和俄罗斯系统的控制、界面和机组人员方向(从飞船到外部的视角),”印度科学研究所副教授Pradipta Biswas和Ajit Krishnan的研究指南向世界航空组织解释说。
有趣的是,这些对比是在虚拟现实模式下进行的,使用了一种市售的虚拟现实耳机和一种限制手部运动的特殊手套,从而给人一种穿着宇航服的感觉。作为研究的一部分,Ajit和他来自印度空军飞机系统测试机构(ASTE)的十几名试飞员同事,尝试在IISc团队专门为此目的开发的模拟器上手动操纵美国和俄罗斯的航天器。
比斯瓦斯教授解释说:“俄罗斯联盟号宇宙飞船使用控制杆来操纵,就像战斗机上的控制杆一样,而SpaceX的载人飞船龙号使用触摸屏面板。”他补充说,美国的飞船提供的是像飞机驾驶舱一样的正面视图,而俄罗斯的飞船提供的是底部视图,宇航员必须往下看才能看到地球。
12名ASTE试飞员和12名受过最少训练的平民操作模拟器,并试图在虚拟现实模式下手动操纵美国和俄罗斯的航天器。他们的任务是引导轨道飞船返回地球。这个小组得出了非常有趣的发现。
比斯瓦斯教授表示,整个团队都发现,俄罗斯的这款飞行器及其底部视图控制杆对用户更友好,也更直观。虽然实际上是在操作俄罗斯的系统,但战斗机飞行员驾驶飞机的方式与业余平民驾驶飞机的方式之间没有明显的时间差异。
据了解,美国风格的转向和操作使用触摸屏控制更省油和经济,而不是俄罗斯的控制杆方法。“我们不断移动操纵杆,每次移动操纵杆都会消耗一些燃料。然而,在触摸屏的情况下,我们只需要在必要的时候按一下触摸面板,然后转向就会相应地完成。因此,触摸屏方法消耗的燃料更少,”比斯瓦斯教授补充道。
上尉Ajjt Krishnan所做的M.Tech研究与印度的Gaganyaan计划无关,也不会有任何影响。然而,他们的研究结果将有助于未来涉及航天器设计、航天器控制和相关系统设计的项目。
比斯瓦斯教授总结说:“我们开发的定制软件,带有眼动仪的VR耳机和脑电图追踪器,可以用于决定如何设计搭载宇航员的航天器甚至客机的各个方面。”