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太空授課得用多高的配置 你知道嗎?
2021-12-10 09:47:30 來源:觀察者網 編輯:

2021年12月9日,“天宮課堂”第一課正式開講,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。

由于天地相隔,本次“天宮課堂”是用“上網課”的方式進行,無論是宇航員還是地面的學生、觀眾都需要借助顯示屏等多媒體設備交互。

那么,這種高大上的“太空網課”和我們平時了解的“地面網課”之間有有何區別?

觀察者網就此采訪到了本次“天宮課堂”的顯示屏提供商——中國長城旗下企業長沙湘計海盾科技有限公司。在本次的“教室”天和核心艙上,該公司的智能顯示器、顯示屏組件、鍵盤、電源附件等7套設備頻頻亮相,是“天宮課堂”“無障礙交流”的基礎硬件保障,售價則高達200多萬元/臺。

湘計海盾航天信息技術工程研究室產品負責人趙鵬介紹稱,太空授課首先是對實時行的要求更高,簡單來講就是地面聽到聲音的間隔要短,這需要空間站、天鏈中繼衛星和地面站三者的共同參與。

央視新聞報道稱,本次授課用了天鏈一號03星和天鏈二號01星來保障信號的流暢穩定,這兩顆星的傳輸速率相對以往設計的指標來看,已經翻了一倍,單星效率相當于2013年時的兩顆星。

除了信號要好,要保證畫面高清穩定,顯示設備本身也得經得起天地間的種種考驗。

趙鵬表示,用于太空的顯示屏面臨的最大考驗是航天器發射過程中產生的劇烈震動和沖擊;然后是太空的真空環境以及大范圍的溫度變化;另外,太空中有很強的空間輻射,這是一個持續累加的過程,即便核心艙艙體阻擋大部分輻射,普通電子設備的芯片也會被少量輻射損壞;最后,以本次上課的天和核心艙為例,該艙要在宇宙中長期駐留,研發設備在軌壽命至少15年以上,這也對設備的耗電、續航提出了要求。

種種因素使得顯示屏必須要在設計和材料方面做特殊考量。趙鵬以材料為例,稱只有經過原子能轟擊測試成功的抗輻射材料才能采用。同時,材料的導熱性要好,萬一出現真空的極端環境,少了空氣對流散熱,要能把熱量有效導到核心艙艙體,再由艙體導到太空中。

他強調,這批用于太空的顯示屏在可靠性上要比地面設備高得多。畢竟,太空授課只是個“兼職”,這批屏幕的主業是用來顯示航天器的各個參數,如果沒法保證可靠,那后果是難以想象的。

設備的可靠性是“天地通話”的基石,但要撐起像太空授課這樣的大型互動,光可靠還不夠。

據湘計海盾介紹,他們的液晶顯示屏早在2016年就曾用于天宮二號實驗室以及與之對接的神舟載人飛船了,但那時候顯示設備全部是機械按鍵,按壓操作極其不便。

為了讓顯示設備操作更簡潔、高效,他們這次為天和核心艙提供的7套液晶儀表顯示、信息指令等控制設備都有著全新一代空間站人機交互系統,配備了輸入設備鍵盤、鼠標、語音輸入模塊等,特別是在航天上首次使用了觸摸屏,在實現高清顯示的同時,可用“手劃”的方式來完成相應指令;同時,智能顯示器還有語音交互功能,航天員可通過語音方式切換顯示頁面及通過語音與地面進行交流溝通。

趙鵬強調,相比國際空間站的傳統按鍵操控,智能顯示器的人機交互體驗有了質的飛躍,航天員可以像智能手機一樣,劃來劃去地操作。除此之外,只要核心艙在軌運行,智能顯示器就成了一臺電腦,通過搜索網絡資源,完全可以看電影、看短視頻、看資訊、聽網絡歌曲……

趙鵬表示:“本次的太空授課中,航天員與地面小朋友交流時,可通過我們智能顯示器在太空中實時直播小朋友提問的畫面,并且多個分會場的畫面可以在我們一臺顯示器上同時顯示,還可以根據現場情況進行全屏或分屏播放。在軌的三臺智能顯示器可同時進行12路高清視頻信號的直播,以保證本次太空授課順利進行。”

湘計海盾有著近40年的特種顯示研制經驗以及近20年宇航人機交互設備研制經驗。趙鵬認為:“中華民族是勇于創新的民族,我們探索宇宙的腳步仍未停止,我們研制宇航產品會伴隨著航天員的腳步邁向深空,下一步我們將著力研制月球探測、火星探測人機交互系統的相關設備。我們的目標就是哪里有中國航天員的足跡,那里就有湘計海盾的產品。”

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