Un vecchio registratore vocale in cabina di pilotaggio e un registratore di dati di volo (a destra) in mostra dal volo United Airlines 232, che si è schiantato nel 1989. Renato Rotolo/AFP Photo/Getty Images La scomparsa del volo 370 della Malaysia Airlines nel 2014 ha riacceso un dibattito ricorrente sul fatto che le scatole nere degli aerei fossero al passo con i tempi. Nella nostra era di big data e cloud storage, quando i satelliti e le torri cellulari pompano di tutto, dagli sport ai prezzi delle azioni ai nostri smartphone, perché rinchiudiamo ancora i dati critici su una scatola che può affondare con l'aereo?
Non era un argomento nuovo. Domande simili sono emerse durante i tentativi di individuare la scatola nera del volo Air France 447, che si è schiantato nell'Oceano Atlantico nel 2009, uccidendo 228 persone. I ricercatori hanno passato due anni a dare la caccia a quel dispositivo, che giaceva così profondo - 12, 800 piedi (3, 900 metri) -- che per salvarlo è stato necessario un robot sottomarino speciale. La scatola nera di Honeywell non avesse superato le specifiche richieste, il dispositivo avrebbe ceduto all'acqua e alla pressione molto prima. Si ritiene che MH370 si trovi ancora a migliaia di piedi più in profondità [fonti:Adler; Pauro; Washington Post].
Ma il volo Malaysia Airlines ha sollevato un'altra potenziale debolezza, poiché divenne presto chiaro che i dati vitali per comprendere il destino del volo erano probabilmente scomparsi molto prima dell'aereo. Per vedere perché, diamo un'occhiata a come funzionano le scatole nere [fonte:Adler].
Le scatole nere contengono due registratori. Il registratore vocale in cabina di pilotaggio ( CVR ) memorizza il suono dei microfoni e degli auricolari dell'equipaggio e dei registratori di area montati sul tetto della cabina di pilotaggio. Oltre a registrare gli scambi di squadre o torri, cattura il rumore ambientale o gli allarmi [fonti:Adler; Demergiano; Kavi; National Geographic].
Il registratore di dati di volo ( FDR ) archivia istantanee delle prestazioni dell'aeromobile in base ai dati fornitigli da tutto l'aereo. Ogni pochi secondi, un unità di acquisizione dati di volo info-dump di almeno 88 fattori diversi:intestazione, carburante, altitudine, velocità dell'aria, accelerazioni verticali, posizioni dell'acceleratore e del controllo di volo, movimenti delle ali delle ali, quel genere di cose -- al FDR. Alcune compagnie aeree commerciali tengono traccia di centinaia o addirittura migliaia di punti dati. Le informazioni raccolte dal registratore dipendono dal fatto che l'aereo stia decollando, atterraggio o crociera, e la velocità di aggiornamento può aumentare di velocità durante una crisi [fonti:Adler; Demergiano; Kavi; National Geographic].
Ma mentre il registratore di dati funziona su un ciclo di 25 ore, il registratore vocale si sovrascrive ogni due ore. In un caso come MH370, che cancellerebbe i momenti chiave del volo, in particolare, il chiacchiericcio della cabina di pilotaggio che ha avuto luogo durante il cambio di rotta dell'aereo [fonti:Millward; Wald].
Solo perché un sistema ha alcuni difetti non significa che lo abbandoni per qualcosa di nuovo. Tutti i sistemi hanno punti di guasto; l'arte dell'ingegneria, e di buona politica, sta nel bilanciarli con caratteristiche più utili. La scatola nera ha bisogno di un aggiornamento del 21° secolo? E, se è così, è pratico l'archiviazione cloud, conveniente, abbastanza affidabile e sicuro da integrare o sostituire lo status quo?
Schema di una scatola nera di base © 2014 HowStuffWorks Prima di buttare via la scatola nera con l'acqua sporca, diamo un'occhiata a quali fattori hanno reso il dispositivo un tale successo sin dal suo inizio.
Primo, chiariamo alcuni problemi con il nome:una scatola nera non è nera, spesso non è una scatola e contiene più di un dispositivo di registrazione (sebbene occupino un singolo, unità robusta). Anche prima che gli standard delle compagnie aeree richiedessero una verniciatura arancione o gialla più facile da individuare, Aerei Boeing confezionati in sfere gialle, e gli aerei britannici li trasportavano nelle cosiddette "uova rosse". Oggi, I regolamenti della Federal Aviation Administration degli Stati Uniti consentono ancora sferiche, registratori cilindrici e bombati, purché siano abbastanza grandi da raccogliere i detriti di un aereo [fonte:Engber].
Le scatole nere hanno fatto molta strada dal 1953, quando il ricercatore australiano David Warren mise a punto la sua "Flight Memory Unit" per sondare i frequenti incidenti del primo aereo di linea a reazione del mondo, la cometa di De Havilland. Da registratori a filo e a foglio che catturavano solo una manciata di dati di volo, passarono al nastro magnetico e, oggi, un registratore digitale a stato solido. Questo mezzo, un parente della memoria flash del computer o della scheda SD di una fotocamera, consente una più facile ispezione, download più veloci e migliori possibilità di sopravvivenza in condizioni di umidità e calore. Ora equipaggiamento standard in tutti gli aerei tranne quelli più piccoli, le scatole nere funzionano con una batteria autonoma in modo che possano funzionare durante i problemi di alimentazione degli aerei [fonti:Adler; Demergiano; Kavi; Pauro].
Con la sopravvivenza fondamentale, sia i registratori vocali che quelli dati sono isolati e blindati, valutato per resistere 2, 030 F (1, 110 C) incendi, diverse ore di calore a 500 F (260 C), piercing, esposizione all'acqua salata, 20, 000 piedi (6, 096 metri) pressioni del mare, impatti che si avvicinano a 270 nodi (311 mph o 500 kph) e forze che raggiungono i 3, 400 g. Per massimizzare ulteriormente la sopravvivenza all'impatto dell'incidente, molti occupano la sezione di coda dell'aereo e/o sono in grado di auto-espellersi. Segnalatori ad ultrasuoni di emergenza di 30 giorni, che può segnalare da profondità di 14, 000 piedi (4, 270 metri), aiuto nel recupero in acque profonde [fonti:Adler; Demergiano; Kavi; National Geographic; Pauro; Wald].
La trasmissione dei dati di volo come concetto risale a decenni fa. La NASA utilizza già un sistema sviluppato internamente per trasmettere dati di volo e voce, e alcuni aerei commerciali inviano dati tecnici ai centri di manutenzione. Gli aerei dotati di GPS eseguono il ping dei satelliti vicini ogni ora, proprio come i telefoni cellulari effettuano il check-in con le torri cellulari locali per scopi di instradamento delle chiamate. I ricercatori hanno usato questo fatto per ottenere una soluzione approssimativa sugli aerei abbattuti, particolarmente nell'oceano dove il radar non raggiunge, ma la sua utilità è limitata [fonti:Adler; Demergiano; Kavi; Wald].
Tutto ciò suggerisce che i pezzi sono almeno a posto se le autorità decidono di perseguire lo streaming di dati e/o l'archiviazione remota. Come risulta, anche se, è un "se" piuttosto grande.
Se non sono neri, Perché chiamarli Scatole Nere?Tutti abbiamo conosciuto qualcuno con un soprannome così vecchio che nessuno può ricordare (o, almeno, d'accordo) da dove proviene. La scatola nera non è diversa, ma abbiamo elencato di seguito le due ipotesi migliori.
Ora che abbiamo sbirciato dentro la scatola, diamo un'occhiata ad alcune probabili configurazioni per la memorizzazione dei dati dai registratori vocali della cabina di pilotaggio (CVR) e dai registratori di dati di volo (FDR) su server remoti.
Utilizzando antenne montate in alto, gli aerei ad alta quota potrebbero collegarsi con i satelliti, mentre le imbarcazioni a bassa quota potrebbero inviare dati alle stazioni di terra. La larghezza di banda e la copertura del satellite per un tale sistema esistono già (o presto lo saranno); l'infrastruttura software e hardware necessaria per il passaggio tra varie torri cellulari e satelliti è un'altra questione [fonti:Adler; Kavi].
Per quanto riguarda la consegna, le compagnie aeree hanno molte opzioni oltre allo streaming. Il sistema potrebbe risparmiare larghezza di banda inviando aggiornamenti intermittenti, trasmettere in burst o solo aggiornare i parametri che hanno mostrato cambiamenti significativi. Gli aerei potrebbero ancora passare a un bit rate più elevato durante i decolli, atterraggi ed emergenze. Nel secondo caso, un tale sistema potrebbe fornire i primi suggerimenti su cosa è andato storto e pingare l'ultima posizione dell'aereo. Qualunque sia il sistema, la trasmissione dei dati della scatola nera richiederà un server attentamente orchestrato e una dorsale di comunicazione in grado di distribuire la larghezza di banda in un panorama in continua evoluzione delle condizioni di volo, orari ed emergenze. Le compagnie aeree probabilmente gestirebbero i propri server [fonti:Adler; Kavi].
A breve termine, la tecnologia già presente sul mercato offre modi più semplici per migliorare le scatole nere. Considera l'umile lettore MP3. Secondo la compagnia aerea statunitense LoPresti Speed Merchants, che prevede di aggiungere i dispositivi come FDR sul suo aereo a pistoni Fury, il software giusto potrebbe consentire a tali dispositivi di registrare più di 500 ore di dati di volo [fonte:National Geographic].
La linea di fondo è che l'archiviazione dei dati può essere più economica di un catalogo SkyMall, ma la larghezza di banda satellitare non lo è. Secondo uno studio del 2002, una compagnia aerea statunitense con scali globali sarebbe impegnata per 300 milioni di dollari all'anno per trasmettere tutti i suoi dati di volo, e questo presupponendo che i futuri costi di trasmissione satellitare scendano alla metà delle loro tariffe attuali. Nel frattempo, la maggior parte degli incidenti aerei si verificano durante i decolli o gli atterraggi - casi in cui il recupero di una scatola nera implica l'individuazione, camminando e raccogliendolo. I ricercatori generalmente li recuperano, anche dopo incidenti ad alto impatto. A partire dal 2011, l'ultima eccezione americana o europea a questa regola si è verificata negli aerei vaporizzati durante gli attacchi al World Trade Center del 2001. Compagnie aeree, già operando con margini più sottili di una coperta di cortesia per aereo, probabilmente esiteranno a un tale cartellino del prezzo quando percepiscono un bisogno così limitato [fonti:Adler; Bachman].
Alla fine, salvo un improbabile mandato della Federal Aviation Administration, le compagnie aeree devono soppesare tali preoccupazioni rispetto al valore di salvare vite future, migliorare l'efficienza estraendo i dati di volo accumulati, e risolvere cause da miliardi di dollari - vantaggiosamente o meno - attraverso backup di dati vitali [fonti:Adler; Kavi; Wald].
Perché fermarsi qui?Spostare i dati della scatola nera fuori dagli aerei potrebbe aprire altre opzioni fuori dagli schemi. I programmi per computer potrebbero monitorare la telemetria degli aerei, aiutare le compagnie aeree a individuare problemi che gli strumenti di bordo potrebbero perdere e aiutare gli aerei in difficoltà. I piloti a terra potrebbero controllare gli aerei a distanza, come droni di grandi dimensioni, sia durante le emergenze che come parte di una flotta di autotrasportatori senza equipaggio [fonte:Adler; Kavi].
Il costo non è l'unico fattore che impedisce lo streaming dei dati di volo - o, almeno, dati del registratore vocale della cabina di pilotaggio. I sindacati dei piloti hanno a lungo rifiutato l'idea di rendere disponibili le loro registrazioni vocali (o proposte di registrazioni video) a chiunque oltre agli investigatori di incidenti, e anche loro tendono solo a leggere le trascrizioni.
Ecco un fatto divertente che potresti non sapere:i CVR sono dotati di un pulsante di cancellazione, che i piloti premono dopo aver completato un atterraggio sicuro (non funzionano durante il decollo o il volo). Vero, lo streaming crittografato potrebbe preservare la stessa privacy e quindi consentire la cancellazione dopo l'atterraggio, ma i piloti la vedrebbero così?
potenzialmente, nuovi regolamenti - forse stimolati dall'indignazione pubblica per qualche nuovo disastro - potrebbero guidare una sorta di mandato della FAA. Ma a meno che non sia forzato, sembra molto meno probabile che le scatole nere fluiscano nel cloud, e più probabile che le tecnologie esterne si uniscano a loro in un ruolo di potenziamento o di assistenza.
