Виртуальные руководства
В соответствии с «Долгосрочной программой научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС», с ноября 2012 года на борту РС МКС проводился космический эксперимент «Виртуальные руководства» (КЭ «ВИРУ»). В КЭ «ВИРУ», впервые, безбумажные компьютерные технологии (трехмерные модели, флэш-анимация и другие мультимедийные средства представления информации) использовались для выполнения экипажем космических экспериментов «Релаксация» и «Ураган» в отличие от традиционно сложившейся многолетней практики, когда космические эксперименты выполняются по бумажной бортовой документации.
Целью КЭ «ВИРУ» являлось практическое подтверждение повышения эффективности подготовки экипажа и выполнения экипажем космических экспериментов с помощью виртуальных руководств на борту РС МКС, а также разработка методических принципов создания виртуальных руководств и их использования на борту РС МКС.
В ходе выполнения КЭ «ВИРУ» решались следующие задачи:
проведение тренировок экипажа без использования реальной научной аппаратуры;
самостоятельная подготовка экипажа;
уменьшение времени экипажа на подготовку и проведение космических экспериментов на борту РС МКС;
оценка эффективности применения виртуальных руководств (затраты времени на выполнение операций) на основе сравнения действий экипажа по проведению космических экспериментов в соответствии с бортовой документацией и виртуальными руководствами;
восстановление навыков экипажа по работе с научной аппаратурой во время длительных космических полетов;
создание инструментального комплекса, позволяющего осуществлять подготовку экипажа и проведение космических экспериментов на борту РС МКС;
отработка содержания и форм представления необходимой информации для подготовки и информационного сопровождения космических экспериментов на борту РС МКС.
На фото – вид экрана бортового лэптопа после запуска ПО ВИРУ для выполнения космического эксперимента «Релаксация»
Объектами исследования в КЭ «ВИРУ» являлись:
log-файл, содержащий информацию о временных затратах экипажа на выполнение операций с научной аппаратурой при использовании виртуальных руководств в процессе проведения космических экспериментов на борту РС МКС;
заполненный российским космонавтом «лист регистрации», содержащий информацию о субъективной оценке использования виртуальных руководств при проведении космических экспериментов на борту РС МКС.
Сеансы КЭ «ВИРУ» проводили космонавты, которые совершали космический полет на МКС впервые или космонавты, которые не проводили космические эксперименты по бортовой документации в течение длительного времени.
Информация о проведении сеанса эксперимента в виде log-файла, содержащего временные затраты экипажа и заполненного «листа регистрации», содержащего субъективную оценку использования виртуальных руководств оперативно передавалась с борта РС МКС в центр управления полетом (ЦУП) через российские каналы передачи информации.
При создании ПО ВИРУ были реализованы следующие принципы:
сохранение и отображение иерархии и названий разделов, подразделов и шагов в виртуальных руководствах в том виде, в каком они представлены в бумажной бортовой документации;
возможность отображения текста с условными обозначениями и сокращениями из бумажной бортовой документации;
связная подача графического, видео и анимационного иллюстративного материала, сопровождаемого дикторскими голосовыми комментариями и предупреждениями, что позволяет воспроизводить виртуальное руководство в виде фильма, который можно остановить и прокрутить снова с заданной точки;
возможность воспроизводить виртуальное руководство как в виде автоматического перехода отображения действия от одного к другому, так и в виде отображения действий в произвольном порядке с любого места принудительным воздействием космонавта, включая многократный повтор и остановку любого действия;
действия с научным оборудованием в интерьерах МКС отображаются в композиции с трехмерными моделями внутренних пространств МКС;
возможность введения настроек научной аппаратуры непосредственно с экрана бортового лэптопа для проведения наземных тренировок;
отображение на экране бортового лэптопа трех уровней детализации (максимальной, средней и минимальной) проведения космического эксперимента с выбором космонавта в зависимости от степени его подготовки;
использование не только беспроводной мыши, но и клавиш клавиатуры бортового лэптопа для работы с ПО ВИРУ.
Основными преимуществами ПО ВИРУ по сравнению с бумажной бортовой документацией являются:
использование видео, флэш-анимации, графики и озвучивания текста с расширением .flv, .swf, .jpg и .mp3 соответственно для отображения космонавту предписанной последовательности действий с функцией включением или выключения озвучивания текста;
быстрый доступ к разделам и справочной информации, включая описание нештатных ситуаций;
формирование log-файла с временными затратами космонавта, текстом каждого выполненного действия, названием звукового файла и файла иллюстраций;
формирование «листа регистрации» с субъективной оценкой космонавта о работе с виртуальными руководствами;
автоматизированная обработка log-файла, содержащего временные затраты экипажа и заполненного «листа регистрации», содержащего субъективную оценку использования виртуальных руководств.
По сравнению с бортовой инструкцией выполнение сеансов КЭ «Релаксация» и КЭ «Ураган» с помощью виртуальных руководств позволяет:
сэкономить не менее 37 минут полетного времени для выполнения сеанса КЭ «Релаксация» и не менее 8 минут полетного времени для выполнения сеанса КЭ «Ураган». Учитывая, что корректировка программного обеспечения занимает не более 5–7 минут, общее время экономии полетного времени с помощью виртуальных руководств составляет не менее 30 минут для выполнения сеанса КЭ «Релаксация» и не менее 1 минуты для выполнения сеанса КЭ «Ураган»;
приступить к выполнению операций с реальной научной аппаратурой сразу без предварительной подготовки;
сократить время выполнения операций с реальной научной аппаратурой за счет отображения, текстового и звукового сопровождения виртуальных действий и отображения конкретных режимов работы и значений параметров научной аппаратуры.
Результатом КЭ «ВИРУ» стал вывод о целесообразности применения безбумажной компьютерной технологии на борту РС МКС для проведения космических экспериментов.
Основные технологии, отработанные в КЭ «ВИРУ», были применены при разработке многофункциональной информационной системы поддержки деятельности экипажей КА.
