Отчет о проведении симуляции космического полета на Летней космической школе 2018

2018-07-30T12:06:15Z

Anton aleksandrov: Grammar Nazi Fixed It :)

[[Файл:Simulation-logo.png|300px|right]]

{{цитата|Впервые я смог почувствовать на практике в общих чертах, в чём заключается работа космонавта. Что такое в условиях ограниченной возможности связи, накапливающейся усталости принимать решения, от которых зависит успех полёта или человеческая жизнь.|автор=Александр Шаенко}}

= Предмет симуляции =
Симулировался [[Подробный план полета | полет к Луне на космическом корабле Федерация по двухпусковой схеме]] (с использованием разгонного блока КВТК) с посещением лунной орбитальной станции LOP-G и последующей высадкой на лунную поверхность в заранее доставленном к лунной станции лунном корабле "Антарес". Участники симуляции разбивались на две команды - Центра управления полетом и экипажа корабля, и взаимодействовали друг с другом по схеме, приближенной к реальности.

= Место и время проведения =

Летняя космическая школа (ЛКШ) проводилась с 16 по 22 июля 2018 года на турбазе "Мечта" в деревне Григорчиково в ближнем Подмосковье.
Расписание школы выделяло на симуляцию и подготовку к ней два дня - пятницу и субботу. К счастью, нам удалось несколько выйти за отведенные рамки и привлечь участников к подготовке (выполнению тестовых заданий на пилотирование и работу в группе баллистиков) с первых дней школы.

= Подготовка =
В ходе подготовки к участию в симуляции участникам нужно было попробовать себя в выполнении [[:Категория:Задания для подготовки | тестовых заданий]], прослушать курс лекций по орбитальной механике и работе ЦУП и пройти тестирование.
== Тесты по орбитальной механике ==
[[Файл:Tests.jpeg|thumb|400px|Результаты тестирования после лекций]]
Для тестирования было составлено [http://spaceprogram.ru/test_navigatsia.docx 30 вопросов с 3мя вариантами ответов]. Проверка тестов проводилась самими участниками - ведущие зачитывали вопрос, называли правильный вариант, все отмечали у себя, правильно или неправильно они ответили. Одновременно шло обсуждение теста, что позволило выявить некорректные формулировки в ряде вопросов.
В зачет бралось количество неверных ответов. Спорные или некорректно составленные вопросы снимались.

== Задания по пилотированию ==
Т.к. в нашем плане полета использовалось два разных пилотируемых аппарата: КК Федерация и лунный корабль Антарес, то и пилоты требовались с разным набором навыков. Мы подготовили 7 задач, которые кандидат должен был выполнить. Оценивалось время выполнения задания и действия в ходе него (терял ли пилот ориентировку, следовал ли чеклисту и т.п.). Подготовка шла на двух тренировочных станциях: это позволило пропускать через выполнение заданий 4-6 человек за вечер (в свободное от основной программы школы время). На каждое задание планировалось отвести 10-15 минут, однако на практике время выполнения очень сильно варьировалось - задания на стыковку кандидат мог выполнять до часа и более.
[[Файл:Процесс тестирования пилотов.jpg|thumb|400px|Выполнение заданий на пилотирование]]

== Отбор ==
По результатам тестирования те, кто допустил небольшое количество ошибок и прошел обучение по работе с KSP TOT, назначались в группу баллистики, остальные в группу ресурсов и связи ЦУП. На должность руководителя полета в ЦУПе отбора как такового не было - им стал имеющий опыт реальной работы в ЦУП Александр Хохлов. Первым главным оператором в группе связь - тот, у кого был опыт радиосвязи (Влад Жигалов - радиолюбитель) и хорошие навыки коммуникации, он задал стиль общения для следующих смен связи с экипажем. Соответственно, в экипаж отобрали тех, кто выполнил тесты, допустив небольшое количество ошибок и хорошо справился с заданиями на пилотирование. В отборе участвовало примерно 20 человек, из них отобрали 16.

= Симуляция =

== Участники ==
[[Файл:Badges.png|thumb|400px|right|Значки участников симуляции с их ролями]]
=== ЦУП ===
==== Руководитель полета ====
Координировал действия групп ЦУПа, управлял сжатием временем в симуляции, запускал программы выведения ракет-носителей с КК Федерация и КВТК.
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Александр Хохлов - РП.jpg|Александр Хохлов
</gallery>

==== Группа баллистики ====
Вырабатывали данные для проведения маневров, загружали их в БЦВМ Федерации, рассчитывали даты для системы сжатия времени.
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Елена Стриженова - баллистик.jpg|Елена Стриженова
Файл:Алексей Петров.jpg|Алексей Петров
Файл:Ефим Брыляков.jpg|Ефим Брыляков
</gallery>

==== Группа связи (главные операторы) ====
Передавали экипажам информацию по выполнению маневров (время включения двигателей, момент начала сжатия времени и т.д.), принимали доклады экипажа.
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Владислав Жигалов.jpg|Владислав Жигалов
Файл:Вера Тюкалова - главный оператор.jpg|Вера Тюкалова
Файл:Артем Калмыков.jpg|Артем Калмыков
</gallery>

==== Группа ресурсов ====
Запрашивали телеметрию бортовых ресурсов и сообщали полную массу и массу топлива по запросу группы баллистики.
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Варя Дубровина.jpg|Варя Дубровина
Файл:Диана Богаткина.jpg|Диана Богаткина
Файл:Максим Слепов.jpg|Максим Слепов
</gallery>

=== Экипажи ===
==== Основной экипаж ====
Позывной - "Астры".
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Дмитрий Руппель.jpg|Дмитрий Руппель - командир экипажа
Файл:Алесандр Шаенко.jpg|Алесандр Шаенко - пилот орбитального корабля
Файл:Валентин Белышков.jpg|Валентин Белышков - пилот лунного корабля
</gallery>
==== Дублирующий экипаж ====
Позывной - "Марс".
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Антон Александров.jpg|Антон Александров - командир экипажа
Файл:Иван Арбузов.jpg|Иван Арбузов - пилот лунного корабля
Файл:Никита Большаков .jpg|Никита Большаков - пилот орбитального корабля
</gallery>

=== Организаторы ===
<gallery widths=200px heights=200px >
Файл:Сергей Лемещенко.jpg|Сергей Лемещенко
Файл:Павел_Иванов.jpg|Павел Иванов
</gallery>

== Сеть и обмен информацией ==
Компьютеры участников были объединены в локальную сеть: компьютер симуляции подключался по Ethernet к роутеру, а ноутбуки работников ЦУП - по wi-fi. Расстояние между роутером и местом расположения ЦУП составляло ~50 метров, что негативно сказалось на уровне wi-fi сигнала и приводило к частым сбоям сети.

Обмен информацией шел следующим образом:
: Один голосовой двухсторонний канал связи между ЦУП и экипажем через рации.
: По локальной сети (telnet) двухсторонний канал связи через терминал kOS у ЦУП (руководитель полета и группа ресурсов) к компьютеру симуляции
: По локальной сети двухсторонний у группы баллистики через KSPTOTConnect между KSPTOT на их ноутбуках и компьютером симуляции.

== Журнал симуляции ==
Все действия ЦУП и ключевые события симуляции регистрировались в файле - [[журнал полета - симуляция ЛКШ-2018 | журнале симуляции]]. Это позволило точно восстановить хронологию событий в симуляции.

== Ход симуляции ==
Симуляция началась в 16:42 в субботу 21 июля и закончилась в 5:00 утра 22 июля. Общая длительность составила 12 часов с перерывом после отлета к Луне.

Использовался [[Подробный план полета | план полета по двухпусковой схеме]] и [[Программный комплекс симуляции | комплекс симуляции на базе KSP 1.3.1]].

Кульминацией симуляции стала имитация внешнекорабельной деятельности на "поверхности Луны": установка флага и "сбор образцов грунта".

Отказы техники не имитировались.

Основные пункты плана полета были выполнены (время с начала симуляции):
: Запуск Федерации и КВТК - 55 минут
: Стыковка Федерации с КВТК - 2 часа 30 минут
: Окончание планирования первого маневра к Луне - 3 часа 20 минут
: Выполнение маневров отлета к Луне, расстыковка и увод КВТК - 5 часов
: Выход на орбиту Луны, сближение со станцией, стыковка - 8 часов
: Высадка на поверхность Луны - 10 часов
: Взлет с поверхности Луны, рандеву со станцией, стыковка - 11,5 часов
: Возвращение на Землю - 12 часов

=== Статистика ===
*Маневров рассчитано и выполнено: 13
*Максимальное время на планирование маневра (отлета к Луне в два этапа + коррекция): 1 час 35 минут
*Время на стыковки:
*: Федерации с КВТК: 27 минут
*: Федерации с Лунной станцией: 16 минут
*: Антареса с Лунной станцией: 9 минут
*Максимальная перегрузка при старте: 7.7g
*Длительность миссии (до возвращения на Землю): 25 суток 12 часов

== Отзывы участников ==
=== Пресс-конференция экипажа сразу после полета ===
<youtube>gWbjA4FceM0</youtube>

=== Общая пресс-конференция участников ===
<youtube>aNo8qLoMrzw</youtube>

=== Впечатления ===
{{цитата|Впервые я смог почувствовать на практике, в общих чертах, в чём заключается работа космонавта. Что такое в условиях ограниченной возможности связи, накапливающейся усталости принимать решения, от которых зависит успех полёта или человеческая жизнь.|автор=Александр Шаенко}}

{{цитата|Перед началом симуляции у нас были лекции и тренировочные задания, но до самого начала процесса было лишь смутное представление о том, как это всё будет проходить. Предварительно было решено, что в симуляции не будет отказов техники (например, «Федерации» или КВТК), но оказалось, что сбои компьютера экипажа и проблемы с локальной сетью создают не меньшее психологическое напряжение, чем при условных нештатных ситуациях. В совокупности с небольшими ошибками ЦУПа и экипажа это держало всех в тонусе до самого завершения симуляции. А в условиях длительной непрерывной работы, включая ночное время, все участники получили незабываемый личностный и командный тренинг. Это не говоря уже о том, что для большинства это было первое в жизни столь глубокое погружение в работу экипажа космического корабля и Центра управления полётом.|автор=Александр Хохлов}}

{{цитата|Лично я получил несказанное удовольствие и до сих пор нахожусь под впечатлением. Думаю, что для всех, кто любит космонавтику, было бы интересно поучаствовать в похожей симуляции.|автор=Дмитрий Руппель}}

{{цитата|Касательно впечатлений от симуляции - в ней практически не довелось поучаствовать, но, тем не менее, всё очень понравилось - прежде из-за того, как было поставлено обучение (благодаря ему чувствовалась причастность ко всему происходящему, в некоторой степени обеспечивалось понимание процессов как ЦУП-овских, так и действий экипажа, плюс - всегда приятно расширить кругозор новыми теоретическими данными- подали вы их очень здорово в плане доступности для широкого круга.|автор=Никита Большаков}}

{{цитата|Когда ты участвуешь в симуляции, то это совершенно другие ощущение, чем обычная игра. Больше всего порадовала задержка с ЦУПом, управление только по индикаторам и ощущение командной работы.|автор=Валентин Белышков}}

== Выводы и итоги ==
Симуляция прошла однозначно успешно. План полета был выполнен. За короткое время удалось успешно подготовить участников к выполнению космического полета: обучить базовым навыкам маневров и навигации в космосе.

=== Замечания ===
====Общие====
*Двухпусковый план полета очень сложный и по уровню вхождения, и по длительности. Нужны другие планы полета, от самых простых (выход на орбиту, один виток, возвращение), до более сложных (полет к Марсу с подготовкой инфраструктуры на месте и сборкой полетного комплекса на орбите).
*Нужен словарь терминов и сокращений, используемых в текстах.
*Стоит добавить в симуляцию датчики пульса для экипажа и фиксацию их показаний с отображением в ЦУПе.

====По подготовке к симуляции====
*Качественного введения в орбитальную механику мало, нужно показывать формулы и объяснять постановку задач - без этого плохо понятно, что и когда выбирать в параметрах оптимизации в KSP TOT.
*Нужно отдельной лекцией разбирать план полета со всеми маневрами - это даст большее погружение в тему и для ЦУПа, и для экипажей.
*Нужен краткий курс по ведению радиосвязи - чтобы не было "игры в молчанку", когда возникают паузы и недомолвки в голосовом канале связи между ЦУП и экипажем.
*Нужно подробно разбирать бюджет под запасу топлива (бюджет dV) и ресурсов СЖО - для более глубокой подготовки группы ресурсов в ЦУПе.
*Проверять заранее стабильность работы локальной сети - иначе сбои в ее работе сильно осложняют жизнь ЦУПу

====По ходу симуляции====
*Для группы ресурсов в ЦУПе нужно больше задач - кроме доклада массы по запросу баллистиков, они должны вести учет запаса топлива и ресурсов СЖО - контролировать расход топлива при стыковках и докладывать его руководителю полета для занесения в журнал
*Для групп ресурсов и баллистики так же нужно вводить смены: три человека, вычисляющих маневры - избыточно, достаточно двух в смене. У нас менялись только главные операторы - три смены, а баллистики, руководитель полета и группа ресурсов работали все 12 часов не сменяясь.
*Рассмотреть возможность вывода текущего времени из симуляции на экран компьютеров в ЦУП или на отдельный дисплей.
*В чеклистах экипажа убрать пункт с разблокированием МДУ корабля сразу после отстыковки - включать\выключать МДУ непосредственно перед маневром и выключать по завершении. Так же с RCS - выключать после построения ориентации для предотвращения перерасхода топлива на стабилизацию.
*Одновременное обращение за телеметрией через KSPTOTConnect с нескольких компьютеров баллистиков приводит к падению производительности на компьютере симуляции или вообще к сбою симуляции с необходимостью восстановления состояния с последнего сохранения.

== Фото и видео с симуляции ==
=== Видеоролики ===
'''Проводы экипажа'''<br>
<youtube>V55HadLUnDY</youtube>

'''Начало симуляции'''<br>
<youtube>LlWLkMQlxM4</youtube>

'''Сеанс связи с экипажем после отлета к Луне (5 часов с начала симуляции)'''<br>
<youtube>hFNvh-1MI1o</youtube>

'''Имитация внешнекорабельной деятельности на "Луне" (10 часов с начала симуляции)'''<br>
<youtube>wtSuPCCxEmw</youtube>
<youtube>TbZa5Td8FOo</youtube>

=== Фото галерея ===
<gallery widths=320px heights=200px >
Файл:Основной экипаж.jpg | Основной экипаж после назначения в полет
Файл:Экипаж в корабле.JPG | Экипаж в "кабине"
Файл:ЦУП.JPG | Место расположения ЦУПа
Файл:ЦУП3.jpg | Работа ЦУПа
Файл:P1170834.JPG | Руководитель полета и главные операторы
Файл:Александр хохлов рп.jpg | Руководитель полетом в ЦУПе
Файл:Работа группы баллистики.jpg | Работа группы баллистики
Файл:Coffe.jpg | РП и его кофе
</gallery>

SpaceProgram Wiki - Вклад участника [ru]

Отчет о проведении симуляции космического полета на Летней космической школе 2018