已有虛擬舷窗技術(shù)，神舟和夢(mèng)舟載人飛船，為何仍堅(jiān)持實(shí)體舷窗？

玻璃這種脆性材料，不管怎么增強(qiáng)，其強(qiáng)度總的來(lái)說(shuō)都很難超越金屬。例如，神舟20號(hào)飛船返回艙的舷窗外層防熱玻璃就被不足一毫米的空間微碎片輕易擊碎，產(chǎn)生了一個(gè)尺度十幾毫米的三角形貫穿性裂紋。當(dāng)然，也確實(shí)有點(diǎn)運(yùn)氣差，因?yàn)樗槠米驳搅瞬ＡУ菇翘帲莾菏菓?yīng)力較為集中的區(qū)域。

既然舷窗是載人飛船上最為薄弱的地方之一，那在有虛擬舷窗這種替代技術(shù)的情況下，為什么仍然堅(jiān)持實(shí)體舷窗這種設(shè)計(jì)呢？

世界上部分早期載人飛船，確實(shí)沒有舷窗，不過出于航天員心理健康和任務(wù)需求，此后的載人飛船均配有舷窗。為了保證航天員和載人飛船的安全，這些舷窗均采用了多層復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般外層用于隔熱、內(nèi)層用于承壓。

目前中、美、俄這三大載人航天國(guó)家的載人飛船均配有實(shí)體玻璃舷窗，不僅聯(lián)盟號(hào)載人飛船和神舟飛船有，美國(guó)的獵戶座飛船、載人龍飛船、波音飛船以及我國(guó)的新一代載人飛船夢(mèng)舟也都有。

載人飛船之所以需要舷窗，主要有兩方面的原因。一方面，在密閉狹窄的空間內(nèi)，實(shí)體舷窗帶來(lái)的自然光照與真實(shí)景觀，能緩解幽閉恐懼與孤獨(dú)感，幫助維持晝夜節(jié)律與空間方位感，這對(duì)航天員的心理穩(wěn)定至關(guān)重要。另一方面，舷窗可讓航天員直接觀察飛船外的情況，可及時(shí)直觀地獲知火情、損傷、對(duì)接姿態(tài)、飛行狀態(tài)等關(guān)鍵信息，同時(shí)也便于開展手動(dòng)對(duì)接、機(jī)械臂操控等輔助操作。

以外部攝像頭和內(nèi)部大屏構(gòu)建虛擬舷窗，替代實(shí)體舷窗，采用無(wú)舷窗設(shè)計(jì)，這在技術(shù)上是可行的，確實(shí)能夠有效規(guī)避實(shí)體舷窗所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。虛擬舷窗不僅可以滿足航天員的心理需求，同時(shí)能夠增強(qiáng)體驗(yàn)和拓展視野，提供全景、多視角、數(shù)據(jù)疊加等輔助功能，可在一定程度上提升任務(wù)效率與乘員體驗(yàn)。

但各國(guó)的載人飛船仍保留實(shí)體舷窗，僅將虛擬舷窗作為實(shí)體舷窗的補(bǔ)充，也是有原因的。

首先，實(shí)體舷窗能提供直觀、無(wú)延遲的真實(shí)視野，這種真實(shí)視野所帶來(lái)的立體深度與空間感知是虛擬舷窗技術(shù)現(xiàn)階段難以完全替代的，它能確保觀測(cè)和操作的及時(shí)、準(zhǔn)確與安全。

其次，實(shí)體舷窗這一直接的物理目視通道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不依賴電子系統(tǒng)，在極端環(huán)境下具有更高的可靠性，具有更高的安全冗余。而虛擬舷窗依賴外部攝像頭、數(shù)據(jù)傳輸、屏幕顯示、電力供應(yīng)等電子鏈路，這使得其可能會(huì)受到電磁干擾、出現(xiàn)延遲或者發(fā)生故障，無(wú)法滿足高可靠、無(wú)延遲的需求。

況且，在新型高強(qiáng)度玻璃的加持下，采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的舷窗的強(qiáng)度和防護(hù)能力已經(jīng)非常強(qiáng)大，被國(guó)內(nèi)外大量載人飛行任務(wù)所驗(yàn)證，除非舷窗玻璃遭受空間碎片撞擊而受損，正常情況下都可以保證飛船和內(nèi)部航天員的安全，因此也沒多大必要采用可靠性更低的虛擬舷窗。