На каком расстоянии от глаз находятся лицевые панели шлема для выхода в открытый космос? Как далеко мне придется держать свой «космический бинокль» от глаз во время выхода в открытый космос?

Не так много ответа, поскольку другие его покрывают.

Я просто хотел добавить это, хотя:

https://www.alamy.com/stock-photo-nasa-astronaut-john-glenn-uses-binoculars-to-look-at-the-earth-through-138988965.html

Астронавт НАСА Джон Гленн смотрит в бинокль на Землю через иллюминатор космического корабля «Меркурий-Атлас-6» во время миссии «Дружба-7» 20 февраля 1962 года на околоземной орбите.

Итак, он попытался, и, возможно, это сработало, потому что визор, который он тогда носил, выглядел намного ближе к лицу, чем современные скафандры для выхода в открытый космос.

Но, как предполагалось в предыдущих сообщениях, если прицеливание является проблемой, наиболее очевидным способом является использование какой-либо формы телевизионных прицелов.

Это вопрос, над которым военные работают уже много лет.

Если вы все еще хотите, чтобы демонстрационный шлем был установлен, как упоминалось ранее, это легко сделать, тем более что современные шлемы скафандров фиксированы и не мобильны. Проблема заключается именно в том, как владелец регулирует длину и угол, чтобы наилучшим образом соответствовать своему зрению, что опять-таки рассматривается годами (например, ПНВ для летного экипажа).

Опять же, когда глазное яблоко не может попасть туда, куда вам нужно, по целому ряду причин, у вас есть такие идеи.

так хорошо, скопировано этими ребятами

и идеи COTS:

И, конечно же, объединение двух вещей, как упоминалось другими.

Люди смотрят на это:

https://patents.google.com/patent/US9500868

Следовательно, желательна система отображения шлема скафандра, способная удовлетворить требования будущих требований к отображению шлема скафандра в конструкции с отсоединенным шлемом, устанавливаемой на шлеме, с достаточным удалением выходного зрачка.

Из чего появились эти:

ИНЖИР. 2 представляет собой упрощенную иллюстрацию сверху вниз головы космонавта внутри шлема в соответствии с примерным вариантом осуществления;

ИНЖИР. 2 представляет собой упрощенную иллюстрацию сверху вниз головы 202 космонавта внутри шлема 200 в соответствии с примерным вариантом осуществления. ИНЖИР. 2 не в масштабе, но дает пример относительного размещения элементов; кроме того, хотя шлем 200 может состоять из нескольких слоев и иметь различные формы, в варианте осуществления шлем 200 изображен в виде круглого барьера вокруг головы 202 космонавта, который защищает находящийся под давлением пузырь богатой кислородом атмосферы 212 для космонавта от атмосферы 214 или ее отсутствия. Глаз 204 космонавта показан имеющим прямой путь 206 обзора к узлу 210 фокусирующей линзы, расположенному внутри корпуса 208. Расстояние между зрачком глаза 204 и узлом 210 фокусирующей линзы представляет собой первое заданное расстояние, называемое первым глазом. облегчение 216. Корпус 208 может включать в себя другие элементы системы отображения. Легко понять, что корпус 208 может иметь любую форму или объем, материал, прозрачность или ориентацию, которые подходят для удовлетворения экологических требований и требований к дизайну системы отображения шлема скафандра. Кроме того, корпус 208 или отдельные компоненты системы отображения могут быть размещены в любом месте на шлеме и могут быть предназначены для работы с правым или левым глазом по отдельности или размещены по центру, чтобы любой глаз мог удобно просматривать изображение, создаваемое один дисплей.

НАСА закрыло это:

Heads-In Display должен работать внутри скафандра, не будучи громоздким, и должен быть оптимизирован для близости купола шлема к глазам члена экипажа.

https://www.yet2.com/active-projects/seeking-ar-vr-heads-in-display/

Ключевые параметры эффективности (цели) включают в себя:

Графическое представление данных: SXGA @ 40° FOV (возможно, биокулярное);

Отделен от головы пользователя — большой наглазник: 100 мм x 100 мм x 50 мм (D);

Читаемость при солнечном свете: 500 фл внутри визора, 1800 фл снаружи визора (контраст >10:1).

НАСА разработало секстант, который космонавт может использовать как без шлема, так и с забралом шлема:

снова НАСА:

Два прототипа HMD НАСА: (a) макет HMD авиабазы ​​​​Райт-Паттерсон

(b) Компоновка HMD Technology Innovative Group

НАСА провело несколько исследований по внедрению HMD в свой электромобиль. В результате этих усилий было изготовлено четыре прототипа HMD. HMD Wright-Patterson AFB (1987 г.), HMD Hamilton Standard (1988 г.), HMD APA Optics (1991 г.) и HMD Technology Innovative Group (1991 г.).

Все HMD NASA установлены на пузырчатом шлеме.

Это предотвращает использование дополнительного козырька в сборе.

Кроме того, эти системы имеют высокое энергопотребление от 5 до 20 Вт и используют высокое напряжение для управления источником изображения (мини-ЭЛТ).

Модель Hamilton Standard HMD — единственная, в которой в качестве источника изображения используется ЖК-дисплей с подсветкой галогенной лампой.

Явно не принят.

https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/10567/105672S/Study-of-a-direct-visualization-display-tool-for-space-applications/10.1117/12.2308084.full?SSO= 1

Там есть еще 2 ссылки, которые могли бы быть полезны, но одна мертва, а другая находится за платным доступом.

Но созрел для подбора и улучшения. Здесь могут работать многие идеи или комбинации идей.

Шлем обычно имеет размер около 13 дюймов, и вы можете извлечь из этого число, но большая часть информации, с которой я столкнулся, не содержит сведений о внутренних размерах шлема.

НАСА ВНЕКООРБЕЛЬНАЯ МОБИЛЬНАЯ ЕДИНИЦА (EMU) LSS/SSA DATA BOOK.pdf

не имеет размеров.

Мои условия поиска могут быть паршивыми, хотя.

В общем, решил посмотреть сам:

так:

предположим, 13 в шлеме EMU

взять на себя голову

6,33 дюйма в ширину

8.11 в глубоком вкл. нос

(средняя человеческая голова имеет ширину 6-7 дюймов и длину 8-9 дюймов)

приводит к:

от глаза до козырька = 3,55 дюйма (при условии плоской плоскости)

Чтобы избежать этой конкретной инженерной проблемы, я думаю, что космический бинокль будет просто поставляться с экраном, чтобы вы могли держать его на предпочтительном расстоянии просмотра: P Я представляю что-то вроде камеры с телеобъективом.

Редактировать: пример (не телефото, а пример того, как будет выглядеть экран через объектив камеры с большим оптическим зумом)

Что-то размером с эту камеру, вероятно, разумно установить на шлем, чтобы она оставалась достаточно стабильной.

Насколько я понимаю, бинокль 8x42 предлагает 8-кратный оптический зум, а камера в видео достигает 83-кратного увеличения, поэтому должно быть просто воспроизвести уровень масштабирования.

Если бы они шли с аналоговыми биноклями, они, вероятно, все равно были бы теми, которые вы прижимаете к лицевой панели, а не держите перед собой. Как упоминалось в комментарии, стабильность важна при просмотре увеличенных объектов с портативных устройств.

Винтовочные прицелы предназначены для наблюдения на одинаковом расстоянии от лица и обеспечивают достаточно высокое угловое поле зрения.

Вероятно, это будет монокуляр, потому что нет смысла в двух линзах, если вы не можете получить по одному изображению для каждого глаза.

Я имею в виду, что у них есть технология для создания оптических устройств для различных расстояний просмотра, и поэтому маловероятно, что расстояние просмотра будет ограничением устройства.

Безусловно, можно построить телескоп (бинокли — это просто пары «прицелов с правильным прицелом») с удаленной плоскостью зрачка или построить систему фокусировки с цифровым дисплеем, как уже отмечалось в ответах и ​​комментариях. Недостатком цифровой системы отображения является потеря стереоскопического зрения, что не имеет значения, если вы смотрите на звезды, но будет иметь значение, если вы смотрите на что-то поблизости, когда вы, например, находитесь на поверхности Луны.

Учитывая общую стоимость современного скафандра, я думаю, было бы разумно спроектировать его с «откидной» оптикой, у которой глаз-линза находится внутри лицевой панели, а полевая линза снаружи. Вся сборка будет установлена ​​на общей оси (подшипники с каждой стороны шлема) для сохранения выравнивания.

Насколько это возможно

Апертура линзы составляет угол (угловая апертура) со зрачком вашего глаза. Чем ближе линза к глазу, тем больше становится угол:

Когда вы смотрите через линзу, вы видите изображение за линзой. Однако вы не увидите ни одной части изображения, которая находится за пределами материала линзы. Таким образом, вы видите только ту часть изображения, которая находится в пределах угловой апертуры.

Это означает, что лучший способ увидеть изображение — поднести объектив как можно ближе к глазу , максимально увеличив угловую апертуру. В противном случае вы увидите только часть изображения; вы можете увидеть остальную часть изображения, перемещая линзу или глаз из стороны в сторону.

Если вы носите очки, попробуйте это. Посмотрите на экран вашего компьютера. Теперь снимите очки, держите их на расстоянии фута от лица и смотрите сквозь них на экран. Вы, вероятно, не будете видеть весь экран. (Он тоже может быть размытым, но это другой вопрос.) Подвигайте головой из стороны в сторону. Переместите очки из стороны в сторону. Остальная часть экрана есть, но вы видите только его часть, когда очки не касаются глаз.

Космонавт, пытающийся использовать бинокль, находясь внутри скафандра, столкнется с той же проблемой; они увидят только узкую часть того, на что пытаются смотреть.

Даже если вам каким-то образом удалось заставить это работать, только космонавт может видеть, что происходит. Почему бы не заменить окуляр видеокамерой, чтобы все могли видеть, что происходит? Тогда можно было бы дать астронавту еще и видеоэкран, и проблемы с оптикой были бы решены.