触摸屏不受待见？载人航天器上的按钮有哪些讲究

随着天和核心舱成功入轨，中国载人航天全面迈入空间站时代。两个乘组各3位航天员先后搭乘神舟十二号、十三号飞船进入太空，在“天宫”驻扎值守。
从天地连线的视频中，我们得以一窥航天器内部布局，更有细心的网友注意到飞船和空间站内部的很多按钮。这些按钮功能复杂，经过了设计师的精心设计，以帮助航天员在太空中更好地操控航天器。

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航天员边看操作说明书边操控按钮
令人眼花缭乱的操控区
20世纪70年代以前，由于计算机技术还不够成熟，科研工作者使用汇编语言开发航天器操作指令，载人航天器通过显示器显示状态和操作流程，并设置有大量的操纵杆、按钮、警报灯、仪表等。
当时，美国、苏联的载人航天器大多采用机电式仪表，驾驶舱的布局借鉴了同时期的飞机座舱“T”形布局。根据载人航天器的航行任务，对航天员操作最重要的仪表，如全姿态仪、地平仪、飞行高度等基本仪表，被放在航天员的主视区，以便完成主要任务。除此之外，一些次要的飞行仪表则被布置于主视区附近。
摄影师丹·温特斯曾拍摄了一组名为《太空舱》的照片集，照片中展示了“奋进号”“亚特兰蒂斯号”和“发现号”3艘航天飞机的驾驶舱，驾驶舱操控台附近布置了形式不同、功能各异的按钮，安装在驾驶舱的四壁，甚至连“天花板”上也铺满了。
2015年1月16日，美国宇航局公布了国际空间站内部结构的视频。由于要满足航天员生活、空间站维护、科学研究等的需求，空间站按钮的功能更加丰富。

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NASA发布的国际空间站内景照片
这些按钮有保证航天器正常运行的按钮，主要有操控姿态控制系统、生命维持系统、报话通信系统等的按钮；还有保证航天员工作和生活的按钮，如操控空气更新系统、废水处理和再生系统、航天服务等的按钮。它们的作用包括控制飞船飞行姿态、监测飞船工作状态、保护航天员的生命等。不过，很多时候这些系统都是电脑自动控制的，只有在紧急情况下，或者有特殊需求时，航天员才会手动操控那些按钮。
不受待见的触摸屏
载人航天器上的按钮如此之多，科学合理的设计就显得尤为重要，要在保证操作便捷性的同时，避免各种容易产生问题的设计。
比如载人航天器在太空运行过程中，因为太空环境复杂，航天员可能经常处于倒立状态去操作按钮，很难完成复杂指令的输入，所以在定义按钮的时候，需要尽量避免让航天员频繁地输入指令或者输入过长的指令。
载人航天器中还要尽量避免大面积采用触摸屏。触摸屏因为便于操作，给人们的生活带来了极大便利，但是在载人航天器上却很少出现，这是为什么呢？
首先，从操作性上看，触摸屏更容易“误操作” 。不同于物理按钮需要“按”下去的动作，触摸屏的虚拟按钮是“点到即可” 。航天器在飞行过程中会出现剧烈抖动的情况，这时想要“一击即中”是很困难的，所以航天员很难在这种时候在触摸屏上操控航天器。
其次，从可靠性上看，触摸屏相比物理按钮更容易出现问题或者被损坏，而且一旦出现问题，无法使用的将是整个屏幕上的操控键。触摸屏如果成为主要操控系统的唯一操作媒介，一旦出现问题，航天员将失去对航天器的控制。