NASA 通过对显示屏进行频闪，以低成本解决了价值 1 亿美元的振动问题

几年前，当星座计划还活着的时候，美国宇航局的工程师发现战神一号火箭有一个关键的缺陷，一个可能危及整个项目的缺陷。他们惊慌失措。他们密谋。他们为把事情做好需要花费数亿美元做好准备。曾几何时，一位总统认为将人类“带到月球和更远的行星”是…… 阅读更多 然后他们找到了如何以超值餐费的方式解决这个问题。 Ares 1 面临的问题不是助推器故障或计算机故障。这是简单的因果物理学。在发射的最后阶段，当固体助推火箭燃烧时，它会使整个飞行器快速振荡。将这种振荡添加到分隔助推器和乘员舱的大管的共振频率上，你就会得到一个疯狂振动的乘员舱。当人类振动到这种程度时，他们就不可能阅读数字显示。如果宇航员不会阅读，他们就无法完成他们的工作。如果他们不能完成他们的工作，就没有更多的使命。为了评估问题的严重程度，美国宇航局召集了其人为因素部门。他们是研究人类感知和表现的人，从非常基础的研究到非常应用的研究。事实上，他们完成了最近一轮的振动测试：50 年前，对于 Gemini 项目，当时显示器是模拟的、蒸汽驱动的表盘和仪表，而不是今天的计算机屏幕。与其他一切一样，驾驶舱从那时起发生了很大变化。是时候进行一些新的测试了。第一步是设置一把椅子，让它完全上下振动（或者，如果你像宇航员一样仰卧，那么它就会振动），这就是运载火箭被预测的摇晃方式.火箭的振动频率为 12 赫兹（平均而言，但会在 10 赫兹和 13 赫兹之间波动），因此他们需要能够准确达到该范围的东西。幸运的是，这项技术已经存在。相同的机制会导致您的椅子在游乐园的模拟游乐设施中晃动，从而打造出完美的原型。

工程师们也知道随着战神我的速度增加，震动会增加。他们计算出，在最后阶段，当宇航员已经承受 4 G 的加速度时，他们将获得额外 0.7 G 的振动。随着 NASA 在椅子上慢慢加大测试力度，他们发现在 0.7 G 时，即使是数字化显示器上的最大数字也几乎完全无法辨认。制定了减少振动的计划。弹簧和反点火电机。数亿美元来实施。添加了多年的开发和实施。几乎无法克服的挫折。然后振动实验室的人有了一个非常非常好的主意：通过简单地根据振动及时对显示屏进行频闪，他们可以彻底解决这个问题。他们只花了几美元买了一些电路，将它们连接到屏幕上，并将其设置为 12Hz 频闪。它奏效了！可读性大大提高，但并不完美。椅子以 12Hz 振动，屏幕以 12Hz 频闪，但它们并不完全同步。当然，文字更明显，但它看起来像是在四处游动。 NASA 可以做得更好。所以他们抓起几个加速度计，把它们固定在椅子上。随着振动和频闪现在完全同步，显示变得晶莹剔透。最终的成本只是他们预期的一小部分。胜利。如果这听起来太简单而无法实际工作，相信我，我也有同样的感觉，直到我最近在访问 NASA Ames 时亲眼看到了它。我的向导只愿意带我到 0.5 G，但即使按照这个速度，最小的一列数字也完全难以辨认。一旦他们打开频闪？我可以完美地看到它。效果惊人。我们尽最大努力通过将相机放在雪橇上来展示之前/之后，但图像稳定性实在是太好了（玩得好，索尼。玩得好）。你必须相信我的话。因为了解系统在振动和感受宇航员体验到的真实的、面部融化的 G 力的同时是否工作也很重要，美国宇航局的大大脑已将类似的频闪/振动装置集成到标志性的 G 力模拟离心机中。如果没有各种医学评估，他们不会让我靠近那东西。乞讨、贿赂和泪流满面的表演被证明是无效的。也许有一天。 NASA 正在申请这项技术的专利，尽管它解决的问题显然不是 NASA 特有的。直升机、飞机和快速移动的船只都有类似的振动问题，所以我们很可能会在其他地方看到这种情况。我只想将我的电视同步到指压按摩椅上。没有人模糊我的碧昂丝。

因此，虽然战神一号火箭已经停飞，但毫无疑问，这项研究将继续存在并在 NASA 的下一个运载火箭中实施。很高兴知道下一代宇航员将能够看到他们在做什么，并且没有花费纳税人数亿美元。好交易。如果您可以使用手机测试空气中的毒素会怎样？如果您可以监控自己的健康状况会怎样……阅读更多 Space Camp 完全是关于 NASA 未充分探索的一面。从机器人到医学，从深空望远镜到艺术。在这几周内，我们将直接从 NASA JPL 和 NASA Ames 向您走来，向您展示这个神奇的世界。您可以在此处关注整个系列。特别感谢 Mark Rober、Jessica Culler、Dan Goods、Val Bunnell 以及 NASA JPL 和 NASA Ames 的每个人让这一切成为现实。感谢名单将占据数页，但为了让我们访问，并为他们如此慷慨的时间，我们非常感谢那里的每个人。 Space Camp® 是美国太空与火箭中心的注册商标/服务。本文及后续帖子未经美国太空与火箭中心或太空营® 撰写或认可。要访问官方太空营网站，请单击此处。