马斯克曾招游戏工程师“造飞船”！详解SpaceX龙飞船触屏操作系统
SpaceX 载人发射的成功被誉为全球商业航天范畴的里程碑作业，龙飞船在太空漫游 19 个小时后与世界空间站完结“一键”对接，主动化程度之高就像是空间站专线“摆渡车”，像极了科幻小说里描绘的那般。
当宇航员们有说有笑地翻开飞船舱门，飘进空间站的那一刻，不少观众大喊真牛的一同，或许还有种幻觉，什么时分载人航天变得如此轻松简略？这或许要拜马斯克急进的立异理念所赐，不断改写许多不或许。曩昔几年，SpaceX 屡次收回运用一级火箭的豪举让人惊叹，这直接将运载火箭发射本钱下降了 30%，重复运用次数越多，越经济合算。
相对而言，这次龙飞船载人航天的另一大前进想必咱们也有所留意：
整齐宽阔的飞船舱内，宇航员观测几块触控大屏，轻点几下，操作少量物理按钮，一次要与世界空间站对接的、杂乱的载人飞翔使命就这样被搞定了。
图｜龙飞船对接世界空间站（来历：SpaceX）
图｜历代航天器控制界面的改变（来历：NASA）
JavaScript 上天了
SpaceX 龙飞船中的新触控交互操作体系意味着什么？首要，这或许意味着编程言语不分凹凸，JavaScript 相同能上天！
TensorFlow.js 的资深 DA（担任开发者联系）Jason Mayes 在 Twitter 上表明，SpaceX 运用 Chromium+JavaScript 开发龙飞船的交互界面，与 C++ 一同用于航天核算机。JavaScript 不是“玩具言语”，是时分承受它了。
图｜Jason Mayes 发帖透露出 SpaceX 相关信息（来历：Twitter）
而知乎网友 doodlewind 对此给出了更诙谐的谈论，通过此次太空使命，敞开的 Web 技能就此成为了人类首个使用到载人航天范畴的 GUI 技能栈，这对数百万前端开发者们来说是个更为前史性的时间。
图｜网友 doodlewind 的谈论（来历：知乎）
SpaceX 的技能研制作业根本都处于保密状况，详细是怎样做的开发？在国外的一个关于程序规划的问答网站 Stack Exchange 上，早在 2015 年就有关于猎鹰 9 火箭运用什么核算机和软件的论题评论。开发者 TJ Tarazevits 发帖称，通过在 GDC 2015/2016 期间与多位 SpaceX 工程师的评论，得到了一些详细信息。
SpaceX 运用一个 Actor-Judge 体系为其火箭和航天器供给三重冗余。猎鹰 9 火箭有 3 个双核 x86 处理器，每个中心都独立运转一个 linux 实例，飞翔软件是用 C/C++ 编写的，在 x86 环境下运转。
关于每个核算/决议方案，“飞翔字符串”都会比对不同中心的处理结果。假如存在不一致，则字符串不正确，不发送任何指令；假如内核回来相同的呼应，字符串则会将指令发送到火箭上的各个微控制器，这些微控制器控制比如发动机和栅格翼之类的部件。
三重冗余供给了体系辐射耐受性，无需贵重的抗辐射部件。SpaceX 对一切的飞翔软件进行测验，能够称之为“桌上火箭”，工程师们把“猎鹰 9 号”上的一切核算机和飞翔控制器放在一张桌子上，并像在实践的火箭上相同连接起来，然后他们在组件上运转一个完好的模仿飞翔，监控功用和潜在毛病。
SpaceX 的工程师们还常常测验一种他们称之为“断线”的使命，在模仿飞翔进程中，随机封闭一台飞翔核算机，看看体系的反响怎么。
图｜SpaceX 在游戏开发者大会上的展位（来历：Business Insider）
据了解，载人龙飞船的飞翔电脑也采用了相似的三重冗余体系。有人猜想，龙飞船的控制面板是 17 英寸特斯拉 S 型接触屏，包含相同的 Nvidia Tegra SOC，它们不是飞翔硬件的一部分，仅用于显现图形用户界面。
不过 TJ Tarazevits 在与 SpaceX 人员攀谈后，得知特斯拉的触控屏硬件好像并没有被运用，一同承认开发人员确真实龙飞船上运用了一些风趣的软件，它们在飞翔界面上运用了 Chromium 和 JavaScript，实践的飞翔核算机仍在 C++ 上运转。还有一点非常有意思，或许你不会信任，SpaceX 炫酷的飞船交互界面，肯定有一些来自游戏工作的基因。
GDC 是规划最大的游戏开发者年度专业性质会议与展览，供给游戏开发者间的技能交流、获取创意以及联谊渠道，SpaceX 曾屡次现身摆摊招人。
一家火箭公司为什么会呈现在游戏开发者大会上？在龙飞船 V2 的一次发布会活动上，Fast Company 曾就此发问马斯克。
马斯克答复：“实践上，咱们从游戏工作中聘用了许多最好的软件工程师 。” “在游戏中，有许多聪明的工程学人才从事着真实杂乱的作业。比较大型多人在线游戏中触及的许多算法，在航天器之间对接序列实践上相对简略。因而，我鼓舞游戏业考虑帮助制作下一代航天器和火箭。”
图 | 龙飞船前期的驾驭舱和交互界面规划（来历：Wikimedia Commons）
所以龙飞船前期的操作界面会有一种“电竞游戏舱”的既视感，四个下拉式接触面板控制台使宇航员能够与各种控制和反应接口交互，有点儿特斯拉的风格连续，假如整个屏幕被毁，一些至关重要的功用（例如降落伞布置、氧气储藏、备用生命支撑等）还能够通过手动按钮进行控制。
而整个座舱的规划起先也非常梦境，与传统航天设备堆满仪器、操作杂乱的姿态截然不同，SpaceX 让人们看到了未来太空飞船该有的姿态。
SpaceX 团队是怎样的开发者班底？
2013 年，SpaceX 软件工程师团队曾在 reddit 社区中发布招聘内容。从中能够窥见，这些开发人员致力于两件事：火箭和航天器上的代码，支撑火箭和航天器规划和制作进程的代码。
他们从事从大型 Web 使用程序到微型嵌入式核算渠道的一切作业，通过 REST 到 C#/ MVC4 / EF / MSSQL上 的 Java，Knockout / Handlebars / LESS，C++ / 嵌入式 Linux，Python，LabVIEW 等技能仓库，一起使团队能够构建、发动和监督进入太空的内容。
图｜SpaceX 前期的工程师团队部分人员（来历：SpaceX）
在 SpaceX 内部，初始有 4 个独立的软件团队：1、飞翔软件团队大约有 35 人。他们为猎鹰 9，Grasshopper（SpaceX 前期的类型）和龙飞船使用程序编写一切代码，并在这些渠道上进行中心测验作业。例如编写仿真软件、测验飞翔代码、编写布置在地上站中的通讯和剖析软件，还在使命控制范畴支撑各种进行中的使命。
2、企业信息体系团队构建了使 SpaceX 运转的内部软件体系，开发和发布的产品是公司简直每个人都运用的内部 Web 使用程序：
这包含创立收购订单和填充零件库存的人员，运用这些零件创立规划和作业订单的工程师、技能人员的作业进程分配组织等。尽管市售软件也能够做到这一点，但因为不是专门定制的，运用起来会有许多费事，SpaceX 正在从一家研讨和工程公司转变为一家抢先的商业火箭制作和运营公司，建立自己的内部软件体系架构关于往后的成功至关重要，工程师团队则站在完结这一方针的最前沿，他们运用 C#/ MVC4 / EF / SQL 做开发;
3、地上软件团队大约有 9 人，首要运用 LabVIEW 进行编码。他们开发用于使命和发射控制的 GUI，供工程师和操作员监控遥测并指挥火箭，航天器和各种支撑设备，环绕高度涣散的体系推送高带宽数据，并施行严格要求的杂乱用户界面开发，以保证操作员能够及时控制和评价航天器；
4、航空电子测验团队与航空电子硬件规划师协作，编写用于测验的软件。他们能尽早发现硬件问题，当需要与飞翔软件进行集成和测验时，能够兼并成为一个作业单位。首要方针是编写非常全面且强壮的软件，以便能够主动发现硬件问题，该软件通常在机械环境测验期间运转。
在 UI 规划方面，为了使飞船的交互界面更为漂亮简练，SpaceX 其实还专门找了规划师做外援。一位名为 AJ Fitzpartric 的规划师在自己的著作主页上展现了为龙飞船接触屏做的规划奉献，他是一个独立承包商，为草创企业和产品团队供给 UI 和 UX 规划咨询。
图｜AJ Fitzpartric 的 UI 著作主页（来历：AJ Fitzpartric）
他与 SpaceX 软件团队协作创立了接触屏使用程序，向宇航员供给有关航天器功用状况的实时信息，从运载东西在太空中的方位，到或许的目的地，再到船上的环境检测等。因为这项规划作业从始至终是秘要的，并受《世界兵器交易法令》的捆绑，除非 SpaceX 公司揭露，不然无法同享著作的更多细节。
不过，AJ Fitzpartric 仍是共享了自己在这项协作中承当的几个流程：
1、为驾驭舱接触屏显现器创立线框和 UI 流程；2、向 SpaceX 团队、NASA 客户以及宇航员演示解说全新的规划和 UI 流程；3、针对太空游览的共同条件开发了款式指南和规划规范，例如宇航员手套的接触方针和振荡时的易读性；4、与软件工程师严密协作，了解硬件和技能约束，确认用户体会距离和规划使命并确认优先级；5、将规划和生产资料交付给软件工程师进行开发。
图｜AJ Fitzpartric 的著作事例（来历：AJ Fitzpartric）
与从游戏工作招募开发者相似，这位 UI/UX 规划师也并非专业为航空航天范畴客户服务的，而是首要做 App 与 Web 规划的，他的代表著作包含插图项目、索尼规划规范和图片编辑器、还有 iOS 使用等。
这在航天范畴或许别出心裁。正如 SpaceX 对外共享的一份 PPT 中介绍的那样，算力上的前进带来了全新或许：存储、核算和烘托才能上的打破，可完结 3D 烘托和交互式界面；移动设备的立异改进了分量和能耗问题；接触屏廉价且遍及。
图｜SpaceX 关于载人飞船技能立异的解说（来历：imgur）
根据浏览器的技能栈可作为界面开发的新渠道：各种库和结构供给了安稳的功用，能快速完结原型；现代化的开发和调试东西加快迭代；技能的跨界通用性交融好处多多。
从这些层面来看，SpaceX 龙飞船的成功发射不仅把技能开发、软件立异进行了一番试炼，还直接把 UI 规划这个工作拉到了“航天级”高度，新一代 UI 技能栈或许会对未来航天设备范畴发生越来越广泛的影响，这背面是从游戏、规划、软硬件工程师多方跨界人才的才智火花磕碰。
从前史到未来的演化
一切这些看似能简略完结的集成和规划，并非一蹴即至，效果是一代代航天人数十年的技能开发和工程经历堆集。
美国从 1960 时代便开端进行载人航天使命，那时分的航天设备仪器并不满足先进，各种条件与安全保证要比现在恶劣得多。宇航员们有必要穿戴粗笨防护外套驾驭航天器，从水星方案、双子座方案、阿波罗方案到航天飞机，航天员们可谓是一边飞一边修，巨细毛病不断，凭借着才智和勇气深化太空探究，一度远征月球并活着回来。
那是一个略显粗糙的时代，却也是可谓奇观的时代。
图｜美国载人航天工程进程（来历：维基百科）
航天器座舱和交互方法的革新就在这一代代航天人的尽力下完结了进化，终究，将成百上千个按钮浓缩成几个大屏幕和几个要害物理按钮。
而跟着更多人工智能和主动化技能的参加，未来航天员能够用最简略的方法控制着一台最杂乱和精细的飞翔设备，为航天遍及化、更接地气的商业航天打下根底，这是最明显的一大前进。
图｜龙飞船宇航员的控制场景（来历：SpaceX）
SpaceX 龙飞船的外表板正在把飞船的操作门槛降到普通人通过训练就能上手的程度，或许未来某一天，一个普通人通过“航天模仿器”的操作训练，把握一些应急操作，就能驾驭这样的飞船进行太空飞翔。
当然，条件仍是能付得起这张飞船票，据了解，龙飞船的报价为每个座位 5500 万美元，将来假如发射本钱紧缩或许还会再下降一些。或许 SpaceX 能够借此开一个富豪太空游览飞船驾校了。
图｜龙飞船的训练模仿器（来历：SpaceX）
关于这样的飞船控制交互体系立异，网友们褒贬不一。有人以为，曾经的载人航天是国家行为，胜败关乎国家荣誉和前史进程，可靠性大于用户体会，原则上不允许呈现任何事端和设备危险的，但马斯克的载人航天是商业行为，发生意外商业保险掩盖就好，没有太多捆绑能够斗胆发挥。
也有人对大号液晶触控屏表明忧虑，航天飞翔受外部环境搅扰要素非常多，假如断电了黑屏了，或许轰动破裂了，显现不出来任何内容就非常吓人，而机械按钮外表损坏的概率就小得多，即便呈现毛病，也是一部分，而不是整个体系彻底溃散不能用。
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