當(dāng)宇航員準(zhǔn)備載人航天任務(wù)時(shí)，飛行的每一步都要練習(xí)數(shù)千次。雖然將航天器從地球發(fā)射到軌道只需要12分鐘，但需要數(shù)年的準(zhǔn)備和數(shù)百小時(shí)的復(fù)雜訓(xùn)練模擬。為了任務(wù)的成功，一切都要按部就班進(jìn)行。Varjo憑借超高分別率為宇航員虛擬現(xiàn)實(shí)飛行訓(xùn)練提供了全新方式。

波音CST-100 STARLINER太空艙接近國(guó)際空間站。

波音公司為美國(guó)國(guó)家航空航天局所有的載人航天計(jì)劃建造了飛船，包括水星號(hào)、雙子座號(hào)、阿波羅號(hào)、航天飛機(jī)和國(guó)際空間站(ISS)以及現(xiàn)在的STARLINER。

康妮·米勒 是波音Starliner的一名程序員，擁有近20年應(yīng)用新技術(shù)支持波音航天計(jì)劃的經(jīng)驗(yàn)。 波音Starliner 是一艘與美國(guó)國(guó)家航空航天局合作開(kāi)發(fā)，專(zhuān)為研究人員和冒險(xiǎn)家設(shè)計(jì)的飛行器。

目前，米勒負(fù)責(zé)Starliner計(jì)劃中虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練項(xiàng)目。她的目標(biāo)是建立一個(gè)團(tuán)隊(duì)，能夠使用沉浸式技術(shù)為宇航員訓(xùn)練完整的宇航任務(wù)流程。

美國(guó)國(guó)家航空航天局的宇航員已經(jīng)在虛擬現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行了多年的太空行走訓(xùn)練，但現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的低分辨率意味著對(duì)安全至關(guān)重要的場(chǎng)景進(jìn)行全方位的訓(xùn)練，包括操作航天器和與國(guó)際空間站對(duì)接等精細(xì)任務(wù)，直到現(xiàn)在都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)CST-100 Starliner執(zhí)行首次載人任務(wù)時(shí)，機(jī)組人員將通過(guò)使用Varjo的人眼級(jí)分辨率虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備為整個(gè)任務(wù)的每個(gè)階段(包括發(fā)射、對(duì)接、重返大氣層和著陸階段)所準(zhǔn)備的數(shù)百個(gè)小時(shí)訓(xùn)練，完成各項(xiàng)操作任務(wù)。

Varjo虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯提供了一個(gè)清晰、高分辨率的操作模擬系統(tǒng)，機(jī)組人員甚至可以在正常觀測(cè)距離查看儀器上的各種數(shù)值，這對(duì)有效訓(xùn)練宇航員至關(guān)重要。

CST-100 STARLINER中的機(jī)組控制臺(tái)有兩個(gè)顯示面板，可實(shí)時(shí)顯示飛行器在太空中移動(dòng)的速度和軌跡。

有效的訓(xùn)練需要清晰的視野

變革性的人眼分辨率

康妮·米勒和航天訓(xùn)練軟件工程師 吉姆·梅 從2017年開(kāi)始便一直在探索使用VR進(jìn)行宇航員訓(xùn)練的可能性，但直到去年沉浸式訓(xùn)練的可能性仍然有限。

澳大利亞波音公司的開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)開(kāi)始使用虛幻引擎構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)方案。在休斯頓，虛擬訓(xùn)練應(yīng)用程序被集成到物理模擬器中。與此同時(shí)，米勒和她的同事們承擔(dān)了測(cè)試市場(chǎng)上所有可用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的任務(wù)。

宇航員需要清晰的閱讀太空艙中的顯示面板的能力。飛行器的控制臺(tái)由兩個(gè)顯示器組成，每個(gè)顯示器大約有iPad大小，顯示關(guān)鍵的飛行數(shù)據(jù)，如飛行器在太空中移動(dòng)的速度和軌跡。

為了使虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練有效且可行，宇航員需要在用手或控制器操作模擬飛行器的同時(shí)閱讀所有的顯示器內(nèi)容。使用早期的VR頭戴設(shè)備，只有在靠近顯示器的情況下，閱讀顯示器中的內(nèi)容——但宇航員看不到他們的手，這使得該方案不適合用于飛行訓(xùn)練。

隨著人眼分辨率Varjo頭顯的出現(xiàn)，宇航員現(xiàn)在可以在控制臺(tái)上看到各種細(xì)節(jié)。對(duì)于波音Starliner計(jì)劃，這為載人航天任務(wù)開(kāi)啟了前所未有的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練機(jī)會(huì)。

當(dāng)使用VARJO的人眼分辨率虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)，宇航員能夠在沉浸式訓(xùn)練環(huán)境中讀取所有任務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。控制臺(tái)使用虛幻引擎進(jìn)行三維建模。

在虛擬現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行各種精細(xì)操作訓(xùn)練

?？康絿?guó)際空間站是Starliner任務(wù)中最復(fù)雜的操作之一，也是現(xiàn)在沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可能的訓(xùn)練場(chǎng)景的一個(gè)實(shí)際案例。

乘坐Starliner飛行器接近國(guó)際空間站速度相對(duì)較低，但國(guó)際空間站重約42萬(wàn)公斤。這相當(dāng)于330多輛汽車(chē)。盡管?chē)?guó)際空間站在太空中失重，但它仍然有質(zhì)量。航天器需要沿著一條圓錐形的路徑被操縱到對(duì)接端口的一個(gè)精確點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)要成為這種重要行動(dòng)的有效訓(xùn)練工具，精確投射顯示面板和軌跡數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。

Varjo的視覺(jué)保真度不僅可以為對(duì)接等精確程序進(jìn)行訓(xùn)練，還可以為計(jì)劃外事件進(jìn)行練習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練允許Starliner船員模擬危險(xiǎn)情況，并建立團(tuán)隊(duì)的反應(yīng)和決策能力，且不會(huì)將宇航員置于危險(xiǎn)之中。

使用虛擬現(xiàn)實(shí)模擬器，團(tuán)隊(duì)可以執(zhí)行所有的交互、語(yǔ)音和開(kāi)關(guān)命令，同時(shí)沉浸在他們坐在實(shí)際航天器中時(shí)看到的相同環(huán)境中。

這增加了任務(wù)的安全性。

克里斯·弗格森，STARLINER飛船的指揮官。

STARLINER為往返于低地球軌道的商業(yè)載人航天服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

即使在特殊情況下，虛擬現(xiàn)實(shí)也能帶來(lái)運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)

用虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)宇航員訓(xùn)練為波音公司和Starliner計(jì)劃帶來(lái)了巨大的成本利益。在探索虛擬訓(xùn)練之前，波音公司的Starliner機(jī)組人員已經(jīng)在休斯頓的兩個(gè)最先進(jìn)的固定模擬器中進(jìn)行了訓(xùn)練，這些模擬器具有非常強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和電子硬件。虛擬現(xiàn)實(shí)允許宇航員在世界任何地方進(jìn)行遠(yuǎn)程訓(xùn)練。
借助Varjo的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，宇航員可以遠(yuǎn)程參與培訓(xùn)課程，就像坐在物理模擬器中一樣，具有相同的真實(shí)感和交互性。Starliner機(jī)組人員還可以在世界任何地方的個(gè)人兼職訓(xùn)練器中進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬。這為整個(gè)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了操作靈活性。
虛擬現(xiàn)實(shí)還可以讓宇航員在發(fā)射前隔離期間在船員艙進(jìn)行訓(xùn)練，這是更傳統(tǒng)的訓(xùn)練系統(tǒng)所無(wú)法做到的。
隨著軟件開(kāi)發(fā)基本結(jié)束，波音團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行最后的評(píng)估，機(jī)組人員將開(kāi)始在訓(xùn)練中使用Varjo頭戴式顯示設(shè)備。

前所未有的遠(yuǎn)程培訓(xùn)能力

在未來(lái)，波音Starliner團(tuán)隊(duì)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)的期望更高。米勒說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)希望讓宇航員將虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)帶上Starliner并進(jìn)入軌道。這將意味著前所未見(jiàn)的遠(yuǎn)程訓(xùn)練——在外太空進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬。