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太空授课得用多高的配置?“天和”显示屏供应商湘计海盾这样回答

字体变大  字体变小 发布日期:2021-12-10  浏览次数:1111
核心提示:2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。 由于天地相隔,本次“天宫课堂”是用“上网课”的方式进行,无论是宇航员还是地面的学生、观众都需要借助显示屏等多媒体设备交互。那么,这种高大上的“太空网课”和我们平时了解的“地面网课”之间有有何区别?
         2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。

由于天地相隔,本次“天宫课堂”是用“上网课”的方式进行,无论是宇航员还是地面的学生、观众都需要借助显示屏等多媒体设备交互。

那么,这种高大上的“太空网课”和我们平时了解的“地面网课”之间有有何区别?

观察者网就此采访到了本次“天宫课堂”的显示屏提供商——中国长城旗下企业长沙湘计海盾科技有限公司。在本次的“教室”天和核心舱上,该公司的智能显示器、显示屏组件、键盘、电源附件等7套设备频频亮相,是“天宫课堂”“无障碍交流”的基础硬件保障,售价则高达200多万元/台。

 

 

 

湘计海盾航天信息技术工程研究室产品负责人赵鹏介绍称,太空授课首先是对实时行的要求更高,简单来讲就是地面听到声音的间隔要短,这需要空间站、天链中继卫星和地面站三者的共同参与。

央视新闻报道称,本次授课用了天链一号03星和天链二号01星来保障信号的流畅稳定,这两颗星的传输速率相对以往设计的指标来看,已经翻了一倍,单星效率相当于2013年时的两颗星。

除了信号要好,要保证画面高清稳定,显示设备本身也得经得起天地间的种种考验。

赵鹏表示,用于太空的显示屏面临的最大考验是航天器发射过程中产生的剧烈震动和冲击;然后是太空的真空环境以及大范围的温度变化;另外,太空中有很强的空间辐射,这是一个持续累加的过程,即便核心舱舱体阻挡大部分辐射,普通电子设备的芯片也会被少量辐射损坏;最后,以本次上课的天和核心舱为例,该舱要在宇宙中长期驻留,研发设备在轨寿命至少15年以上,这也对设备的耗电、续航提出了要求。

种种因素使得显示屏必须要在设计和材料方面做特殊考量。赵鹏以材料为例,称只有经过原子能轰击测试成功的抗辐射材料才能采用。同时,材料的导热性要好,万一出现真空的极端环境,少了空气对流散热,要能把热量有效导到核心舱舱体,再由舱体导到太空中。

 

湘计海盾公司内景

他强调,这批用于太空的显示屏在可靠性上要比地面设备高得多。毕竟,太空授课只是个“兼职”,这批屏幕的主业是用来显示航天器的各个参数,如果没法保证可靠,那后果是难以想象的。

设备的可靠性是“天地通话”的基石,但要撑起像太空授课这样的大型互动,光可靠还不够。

据湘计海盾介绍,他们的液晶显示屏早在2016年就曾用于天宫二号实验室以及与之对接的神舟载人飞船了,但那时候显示设备全部是机械按键,按压操作极其不便。

 

 

为了让显示设备操作更简洁、高效,他们这次为天和核心舱提供的7套液晶仪表显示、信息指令等控制设备都有着全新一代空间站人机交互系统,配备了输入设备键盘、鼠标、语音输入模块等,特别是在航天上首次使用了触摸屏,在实现高清显示的同时,可用“手划”的方式来完成相应指令;同时,智能显示器还有语音交互功能,航天员可通过语音方式切换显示页面及通过语音与地面进行交流沟通。

赵鹏强调,相比国际空间站的传统按键操控,智能显示器的人机交互体验有了质的飞跃,航天员可以像智能手机一样,划来划去地操作。除此之外,只要核心舱在轨运行,智能显示器就成了一台电脑,通过搜索网络资源,完全可以看电影、看短视频、看资讯、听网络歌曲……

 

“上天”的显示屏实物

赵鹏表示:“本次的太空授课中,航天员与地面小朋友交流时,可通过我们智能显示器在太空中实时直播小朋友提问的画面,并且多个分会场的画面可以在我们一台显示器上同时显示,还可以根据现场情况进行全屏或分屏播放。在轨的三台智能显示器可同时进行12路高清视频信号的直播,以保证本次太空授课顺利进行。”

湘计海盾有着近40年的特种显示研制经验以及近20年宇航人机交互设备研制经验。赵鹏认为:“中华民族是勇于创新的民族,我们探索宇宙的脚步仍未停止,我们研制宇航产品会伴随着航天员的脚步迈向深空,下一步我们将着力研制月球探测、火星探测人机交互系统的相关设备。我们的目标就是哪里有中国航天员的足迹,那里就有湘计海盾的产品。”

 
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