UI Design

Diseño de interfaz: Principales hitos de la carrera espacial

SpaceX inició su primera misión el pasado 30 de mayo, en lo que fue el primer paso en la nueva carrera espacial con destino final Marte. Para hablar de este reciente e importantísimo avance tecnológico, es inevitable detenernos en el rol del diseño de interfaz para naves espaciales. 

Tiempo atrás hablamos en el blog de {ida de cómo el viaje a la Luna en 1969 no sólo marcó a quienes vieron ese gran momento a través de la pantalla chica. También, sentó las bases para el desarrollo de la tecnología y diseño UI posteriores.

Cuando hablamos de interfaces de usuario normalmente pensamos en el uso de un computador, tablet y celulares. Otro dispositivos con pantalla, como cajeros automáticos o tótem de autoatención, también forman parte de nuestra cotidianidad y los usamos de manera habitual. Todos éstos son objetos de uso común aquí en la Tierra. Pero, ¿te has puesto a pensar en el contexto de uso de una interfaz en un lugar como el espacio? 

Diseño de Interfaz por comandos y su permanencia en el tiempo

Primero tenemos que entender cómo fue el crecimiento y uso de la tecnología de computadoras hasta su aplicación en la carrera espacial. En primer lugar, tenemos la primera generación, que abarca desde el año 1940 hasta 1952 usando las válvulas de vacío. Se trataba de máquinas que ocupaban grandes espacios físicos para poder realizar cálculos inviables para la época. 

Luego vino la era de los transistores entre 1952 y 1965. Cabe mencionar que las computadoras de la segunda generación eran más pequeñas y consumían menos electricidad. Por su parte, la tercera generación, comenzando en 1960, estuvo marcada por la conversión desde el tubo de vacío a los dispositivos de estado sólido como el transistor. 

Su uso se volvió cada vez más masivo, en parte gracias a la invención del circuito integrado o microchip. El primer prototipo fue producido en septiembre de 1958 por Jack Kilby, pero los computadores comenzaron a usarlos recién en 1963. Algunos de sus usos tempranos fueron los famosos sistemas integrados, notablemente usados por la NASA para el Apollo Guidance Computer (AGC) del programa Apolo.

Apolo y DSKY

El AGC y su interfaz DSKY (Display and Keyboard) fueron creados por el laboratorio de instrumentación del Massachusetts Institute of Technology (MIT) especialmente para el programa espacial. Charles Stark Draper, también conocido como el padre de la navegación inercial, fue el ingeniero a cargo de su desarrollo. Su diseño de hardware estuvo a cargo de Eldon C. Hall.

Diagrama de la interfaz DSKY del LM – Wikipedia

Para hacerla funcionar, los astronautas debían introducir comandos de dos dígitos. Éstos detallaban el tipo de acción a realizar y el dato afectado por la acción. El resultado fue una especie de calculadora; ya que los datos se mostraban según el sistema anglosajón de unidades. La DSKY se convirtió así en el prototipo de los futuros paneles de control. 

Soyuz

Este modelo de nave espacial tripulable fue la respuesta de la antigua Unión Soviética ante los avances desarrollados por Estados Unidos. El programa fue creado por Serguéi Koroliov, diseñador principal de la carrera espacial soviética durante a finales de los 60. 

La nave Soyuz era capaz llevar una tripulación de hasta tres miembros, siendo impulsada desde una plataforma a por un vehículo de lanzamiento. Hasta la fecha, ha permitido transportar tripulaciones a las estaciones espaciales Salyut, Mir y la Estación Espacial Internacional. 

El diseño de interfaz del Soyuz tuvo variaciones menores a través de los años, siguiendo con la propuesta que ya había funcionado en el Apolo. En términos simples, la computadora era controlada por comandos a través de una interfaz numérica y botones generales de funciones.

Con el tiempo, aparecieron mejoras para los chip de computadoras. El uso de pantallas -primero monocromáticas- de tubos de rayos catódicos a base de fósforo evolucionó con la masificación de pantallas a color para la visualización de información. 

Sin embargo, la principal falla de Soyuz era ergonómica. El panel quedaba demasiado inclinado y distante del piloto, por lo que en muchos casos debían llevar consigo varillas u otro tipo de instrumento que les permitiera llegar a los controles cuando estaban amarrados a su silla en pleno vuelo. Esto lo podemos ver en el canal de youtube NASA Johnson del centro espacial Johnson.

Space Shuttle

La siguiente etapa de la carrera espacial fue la de los transbordadores espaciales (Space Shuttle), desarrollada en los años setenta. Su objetivo principal fue fortalecer la existencia de satélites en órbita y apoyar la construcción de la Estación Espacial Internacional. 

Los transbordadores trajeron un nuevo concepto: el de la “nave piloteada”. Es decir, la idea de que el mismo objeto que lleva a los astronautas puede ser piloteado de retorno a la Tierra. En ese sentido, el transbordador asume la forma de enfrentar al piloto con la interfaz y controles, tal como ocurre en el caso del piloto de un avión.

Si bien el transbordador espacial inicialmente fue desarrollado en los años setenta, debió implementar muchas actualizaciones y modificaciones para mejorar su desempeño, fiabilidad y seguridad. Los instrumentos primarios análogos originales fueron reemplazados con monitores planos modernos a todo color, similares a los de los aviones modernos.

Las primeras misiones comenzaron en noviembre de 1983 y llevaron con ellas un Grid Compass, considerado uno de los primeros ordenadores portátiles. Su uso requería modificaciones de hardware y software, las que se incorporaron a versiones posteriores al producto comercial.

Fue usado para supervisar y mostrar la posición terrestre, el camino de las siguientes dos órbitas, dónde el transbordador tendría comunicación con estaciones terrestres y para determinar puntos para observaciones de la Tierra en puntos específicos.

Hacia un diseño de interfaz para SpaceX

La contribución de todas estas interfaces previas sirvieron, sin duda, como inspiración para el lanzamiento de la misión Demo-2. Este hito en la historia del programa espacial SpaceX tiene méritos propios, los que analizaremos en una segunda parte de este artículo.