Tasten vs. Touchscreen: Welches ist die „optimale Lösung“ für Bedienkonsolen in bemannten Raumfahrzeugen?

Im Mai 2023 wurde das bemannte Raumschiff Shenzhou 16 erfolgreich gestartet.

Im Vergleich zu früheren bemannten Raumfahrzeugen weist Shenzhou 16 zwei wesentliche Änderungen auf: Erstens wird die Lokalisierungsrate der Komponenten höher sein, wodurch eine umfassendere unabhängige Steuerung erreicht wird; Zweitens wurden einige Verbesserungen an der Instrumententafel im Inneren des Raumfahrzeugs vorgenommen, um sie schöner, moderner und für die Bedienung durch Astronauten besser geeignet zu machen ... Tatsächlich finde ich diesen zweiten Punkt attraktiver. Denn als ich diesen möglichen Upgrade-Punkt sah, tauchte sofort das Bild des bemannten Raumschiffs Dragon von SpaceX in meinem Kopf auf.

Vergleicht man die wenigen bemannten Raumfahrzeuge, die es heute auf der Welt gibt – SpaceXs Crew Dragon, Boeings Starliner (obwohl dieser bislang noch keinen Erfolg hatte) und Russlands Sojus –, lassen sich einige mögliche Entwicklungsrichtungen für bemannte Raumfahrzeuge in der Zukunft erkennen.

Der häufigste Unterschied besteht zwischen dem Raumschiff Dragon und dem Starliner. Obwohl beide Produkte des 21. Jahrhunderts sind, wirkt die Bedienoberfläche des Dragon-Raumschiffs deutlich Science-Fiction-hafter als die des Starliners. Die Bedienkonsole des ersteren besteht aus mehreren großen Bildschirmen mit fast keinen physischen Tasten und die gesamte Mensch-Computer-Interaktion erfolgt über den Touchscreen. Obwohl die Bedienkonsole des letzteren ebenfalls über einen Bildschirm verfügt, weist sie weiterhin eine große Anzahl dicht an dicht angeordneter physischer Tasten auf. Es sieht sehr traditionell aus und unterscheidet sich kaum vom Cockpit eines Flugzeugs. Es vermittelt den Menschen das Gefühl, geheimnisvoll und schwer zugänglich zu sein. Warum also verfolgen die beiden Unternehmen zwei völlig unterschiedliche Designideen? Was sind die Vor- und Nachteile dieser beiden Ideen? Wer liegt eher im Trend der Zukunft? Lassen Sie uns das ein wenig besprechen.

Das Bild stammt von Tuchong.com

Werfen wir zunächst einen Blick auf die Logik hinter der Wahl der jeweiligen technischen Routen. Boeings Logik für die Verwendung weiterer Tasten könnte folgende sein: Erstens, basierend auf den Anforderungen der NASA: Boeings Starliner ist hauptsächlich für das kommerzielle bemannte Programm der NASA konzipiert. Seine Hauptaufgabe besteht darin, NASA-Astronauten sicher zur Internationalen Raumstation zu schicken. Daher muss sein Design den Vorschriften und Standards der NASA entsprechen. Die Vorschriften der NASA legen Wert auf Zuverlässigkeit, Stabilität und Sicherheit der Steuerungsmethode des Raumfahrzeugs und verlangen Backup-Steuerungsmethoden und Backup-Energie, um die Sicherheit der Astronauten in Notsituationen zu gewährleisten. Offensichtlich kann die herkömmliche Tastenbedienung eine intuitivere, zuverlässigere und sicherere Steuerungsmethode bieten, die eher den traditionellen Anforderungen der NASA an Steuerungsmethoden für bemannte Raumfahrzeuge entspricht.

Zweitens, beeinflusst durch Erfahrung und Tradition: Boeing ist ein erfahrenes Unternehmen im Luft- und Raumfahrtbereich mit langjähriger Erfahrung und Tradition. Boeing könnte von diesen Traditionen beeinflusst worden sein, da die Steuerung von Raumfahrzeugen über Druckknöpfe üblicher ist. Darüber hinaus verfügt Boeing selbst über Erfahrungen mit vielen Flugzeugen und Maschinen, die physische Tasten zur Steuerung verwenden, und diese Erfahrungen könnten auch der Grund dafür gewesen sein, beim Design des Raumschiffs „Starliner“ auf eine tastenbasierte Bedienung zu setzen.

Drittens, die Bequemlichkeit des Astronautentrainings: Da die Bedienung per Knopfdruck eine intuitivere und zuverlässigere Steuerungsmethode bietet, können der Lern- und Trainingsaufwand sowie die Kosten für den Bediener geringer sein. In einer Weltraumflugumgebung sind die Zeit und Energie der Astronauten äußerst wertvoll. Daher könnten die Vereinfachung des Trainingsprozesses und die Verbesserung der Betriebseffizienz auch eine der Überlegungen von Boeing bei der Entscheidung für die Druckknopfbedienung sein.

Im Gegenteil, SpaceXs Entscheidung für die Touchscreen-Bedienung hat auch ihre eigene Logik: Erstens ist sie auf die Bedürfnisse des kommerziellen Marktes ausgerichtet. Zusätzlich zum bemannten Raumschiff Dragon, das für das kommerzielle bemannte Programm der NASA entwickelt wurde, beabsichtigt SpaceX auch, den Markt des privaten Weltraumtourismus zu erkunden. Um mehr Kunden für den privaten Weltraumtourismus zu gewinnen, ist es notwendig, eine modernere, intelligentere und bequemere Benutzeroberfläche und Steuerungsmethode bereitzustellen, um den individuellen Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden. Die Touchscreen-Bedienung kann eine flexiblere und modernere Benutzeroberfläche und Steuerungsmethode bieten, die den Anforderungen des privaten Weltraumtourismusmarktes gerecht wird.

Zweitens die Vorteile der technischen Umsetzung. Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie und dem Preisverfall hat die Anwendung der Touchscreen-Technologie zunehmend an Bedeutung gewonnen, insbesondere bei Geräten wie Smartphones und Tablets. Im Vergleich zur herkömmlichen Bedienung über Tasten bietet die Touchscreen-Bedienung flexiblere und vielfältigere Methoden der Benutzerinteraktion. Darüber hinaus kann die Touchscreen-Bedienung ein intuitiveres und direkteres Feedback liefern, sodass die Bediener den Status und Änderungen des Raumfahrzeugs schneller verstehen können. Die durch diese Technologien erzielten Vorteile könnten für SpaceX ein Grund gewesen sein, sich für die Touchscreen-Bedienung zu entscheiden.

Drittens: fortschrittliche Automatisierungstechnologie. Im Design von SpaceX sind viele Funktionen des Raumfahrzeugs hochgradig automatisiert. Die Touchscreen-Bedienung lässt sich besser in diese automatisierten Funktionen integrieren, wodurch die Bedienung schneller und intelligenter wird. Darüber hinaus ermöglicht die Touchscreen-Bedienung intuitivere und bequemere Methoden zur Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung, wodurch die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Raumfahrzeugs verbessert wird.

Insgesamt gesehen gibt es also vernünftige Logiken und Überlegungen hinter der Wahl unterschiedlicher Kontrollmethoden durch Boeing und SpaceX. Beide versuchen ihr Bestes, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit bemannter Raumfahrzeuge zu verbessern, um den Anforderungen verschiedener Märkte und Anwendungen gerecht zu werden. Die Frage ist also: Welcher Ansatz entspricht eher den zukünftigen Trends?

Ich denke, es könnte der Weg des Raumschiffs Dragon sein. Denn zukünftige bemannte Raumschiffe werden höchstwahrscheinlich mehr als nur professionell ausgebildete Astronauten befördern. Denn der Zweck der kommerziellen Raumfahrt besteht darin, ganz normale Menschen wie uns ins All zu schicken. Daher zusätzlich zu Sicherheit und Zuverlässigkeit; zusätzlich zu Flexibilität und Nachhaltigkeit; Darüber hinaus muss es über ein hohes Maß an Automatisierung und Intelligenz verfügen: Das automatisierte System kann die Belastung der Flugbesatzungsmitglieder verringern und die Effizienz und Genauigkeit der Missionsausführung verbessern. Intelligente Technologie kann intuitivere und direktere Schnittstellen und Interaktionsmethoden bereitstellen und so die Betriebserfahrung und die Fähigkeiten der Flugbesatzung zur Missionsausführung verbessern. Außerdem Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit: Die Bedienoberfläche sollte intuitiv und einfach zu bedienen sein und klare Informationsrückmeldungen und Bedienungsanweisungen bieten. Gleichzeitig sollen die Innenaufteilung und Raumgestaltung des Raumschiffs den Komfort und die Arbeitseffizienz der Astronauten optimieren.

Natürlich müssen alle diese Annehmlichkeiten – von der Sicht über die Bedienung bis hin zum körperlichen Empfinden – durch eine Reduzierung der Anzahl der Tasten erreicht werden.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Science Rocket Uncle

Rezensent: Zhou Binghong

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.