Le Glass Cockpit :L'histoire des technologies d'affichage dans les navettes spatiales

Dans cette dernière partie de la série Glass Cockpit, nous examinons comment les écrans ont atteint leur itération actuelle dans les navettes Space X.

Dans cette série sur l'importance des écrans et des interfaces dans l'aérospatiale, nous avons parlé des bases des écrans tactiles et examiné les écrans du F/A-18 Super Hornet.

Nous allons maintenant terminer par un regard sur le « verre cockpit » dans les applications spatiales, un terme utilisé pour décrire les écrans numériques (en particulier les écrans LCD) et les interfaces alors qu'il s'éloignait des interfaces purement analogiques telles que les cadrans.

Le « Cockpit en verre »

Sur ce, penchons-nous sur le « glass cockpit » à écrans tactiles, pour voyager dans l'espace. Il n'y a pas de soucis concernant les "bogies"/avions ennemis, les cibles aériennes et terrestres, ou les menaces pour le pilote dans l'espace, contrairement au cas du F-18. La navette spatiale Atlantis avait en fait un « cockpit en verre ».

Ma première expérience d'un « glass cockpit » a eu lieu lors d'une visite que j'ai effectuée au Johnson Space Center de la NASA à Houston. J'ai rencontré l'ancien astronaute Lee Morin, M.D., PH.D. (CAPTAIN, U.S. NAVY, RET) dirige désormais le laboratoire de prototypes rapides de l'interface d'équipage de la NASA (RPL) pour le programme Orion. Figure 5.

Le RPL possède l'expertise nécessaire pour utiliser les commentaires immédiats et une collaboration étroite entre l'équipage, les entrepreneurs et les partenaires de la NASA pour appliquer avec succès le modèle de prototypage rapide.

Figure 5. L'ancien astronaute Lee Morin me parle de la conception à trois écrans du « cockpit en verre » pour Orion (Image de Loretta Taranovich)

Figure 6. Lee Morin discute de la conception ergonomique avec la distance et l'angle d'affichage optimaux pour les astronautes qui l'utiliseront (Image de Loretta Taranovich)

L'avion moyen au milieu des années 70 avait plus de 100 instruments/commandes dans le cockpit ! Les principaux instruments de vol avaient des indicateurs, des symboles et des barres transversales encombrant le panneau devant les pilotes. Cela a nécessité un changement dans lequel les écrans traiteraient le système brut de l'avion et les données de vol de manière à ce que les pilotes puissent voir une vue plus simple de la situation, de la position et de la progression de l'avion.

En réponse à cette situation, le NASA Langley Research Center a travaillé avec ses partenaires de l'industrie pour créer un « cockpit en verre » qui augmenterait la sécurité en réduisant la charge de travail du pilote aux heures de pointe, tout en aidant le pilote à maintenir une conscience de la situation. Boeing a prêté des ingénieurs expérimentés au projet et Rockwell Collins a fabriqué le matériel. Le « verre cockpit » était le bon équilibre entre ce qu'un système informatisé pouvait gérer et ce que le pilote pouvait gérer.

Figure 7. Le système informatique et le « cockpit en verre » d'Orion sont calqués sur la conception du Boeing 777. La NASA réutilise ce système d'avion existant et testé en vol pour être rentable, ce qui est logique et aide à respecter les contraintes budgétaires, tout en maintenant la sécurité et la fonctionnalité des astronautes dans l'espace. Image reproduite avec l'aimable autorisation de la NASA

Entrez dans Space-X avec les commandes Crew Dragon

Les écrans tactiles Crew Dragon sont un système assez solide. Malgré les premières hésitations concernant un système d'écran tactile, SpaceX a travaillé en étroite collaboration avec de nombreux astronautes pour créer une interface fiable et qui fonctionnait également bien pour l'équipage, qui serait celui qui utiliserait l'écran tactile.

De nombreux tests et évaluations ont porté sur l'ergonomie du placement de ce qui est sur les écrans et la façon dont ces écrans sont présentés à l'équipage. Les astronautes de Crew Dragon Demo-2 ont travaillé avec SpaceX et ont affiné la manière dont ils s'interfaceraient avec l'écran tactile et la manière dont le toucher est réellement enregistré sur l'écran afin de pouvoir le piloter proprement et de ne pas commettre d'erreurs en le touchant.

L'astronaute Matthew Dominick, dans son podcast All About Circuits/Moore's Lobby, a renforcé cela en commentant le secteur de l'espace commercial :« Les commerciaux ont placé les gars de la CAO/de la conception juste à côté de l'usine. Les employés de l'usine peuvent alors se diriger vers l'ingénieur qui a conçu quelque chose et venir examiner la situation pour voir comment mieux construire/assembler cela. »

Il s'agit d'une nouvelle ère de la technologie spatiale qui met l'accent sur la sécurité et l'efficacité des astronautes, le 21 ^er explorateurs du siècle, alors qu'ils voyagent vers la Station spatiale internationale (ISS) ou pour « aller hardiment » vers d'autres mondes.

Image en vedette, le cockpit de la navette spatiale Discovery, de la NASA.