Симуляция космического полета и ЦУПа
Симуляция космического полета и ЦУПа
Цель
- Дать участникам развернутое представление о том, что такое полет в космосе: как работает ЦУП, в чем заключается обязанности космонавтов, в чем важность надежной работы связи и своевременного выполнения плана полета.
- Познакомить с основами орбитальной механики и навигации в космосе.
- Показать новейшие реализованные и проектируемые отечественные космические комплексы в работе (РН Ангара и Союз-5, КК Федерация и разгонный блок КВТК).
- Наглядно продемонстрировать возможность достижения Луны используя многопусковые схемы полета.
Средства
Ядро нашей симуляции - программа Kerbal Space Program (KSP) и ряд расширений для нее:
- Real Solar System - добавляет в игру реальную Солнечную систему
- Realism Overhaul - добавляет в игру реальные компоненты топлива, двигателей, топливных баков и т.д.
- kOS - позволяет автоматизировать выведение ракет-носителей, посадку на Луну и другие задачи и контролировать симуляцию удаленно через telnet терминал.
- KSPTOTConnect - удаленно связывает KSPTOT с симуляцией по сети через протокол TCP.
А так же пакет утилит KSP Trajectory Optimization Tool (KSPTOT) в котором мы используем:
- Mission Architect - позволяет планировать последовательности маневров и оптимизировать их.
- Randezvous Maneuver Sequencer - быстрый расчет маневров рандеву двух космических аппаратов.
- Maneuver Execution Assistant - нахождение оптимального момента включения двигателя перед маневров для компенсации гравитационных потерь.
Взаимодействие участников симуляции между собой происходит по локальной сети или интернету (протоколы TCP и telnet). Передача информации и между ЦУП и компьютером симуляции идет через сеть по KSPTOTConnect (передача данных маневров, получение телеметрии) и telnet (запуск скриптов kOS и получение телеметрии). ЦУП и экипаж поддерживают голосовую связь по одному каналу - либо через рации либо через voiceIP приложение с поддержкой push-to-talk.
Варианты конфигурации аппаратной части
Как это выглядит
Простейший вариант симуляции
Роли участников
В симуляции задействованы следующие роли:
Экипаж
- Командир экипажа
- Пилот орбитального корабля
- Пилот лунного корабля
ЦУП
- Руководитель полета - координирует действия групп в ЦУПе, управляет временем в симуляции, запускает программы выведения КВТК и Федерации.
- Главный оператор - передает информацию из ЦУП экипажу, принимает отчеты экипажа
- Баллистик - вырабатывает данные для маневров, получает телеметрию (параметры орбиты), загружает данные экипажу.
- Менеджер ресурсов - получает телеметрию (массу и состояние ресурсов), сообщает текущую массу по запросу баллистиков, контролирует запасы топлива и ресурсов СЖО.
- Секретарь - фиксирует события симуляции в файле журнала.
Процесс отбора
По результатам тестирования те, кто допустил небольшое количество ошибок и прошел обучение по работе с KSP TOT, назначаются в группу баллистики, остальные в группу ресурсов и связи ЦУП. На должность начальника ЦУПа желательно поставить того, кто имеет наилучшее представление и о орбитальной механике и плане полета и пилотировании. Соответственно в экипаж отбирают тех, кто выполнил тесты допустив небольшое количество ошибок и хорошо справился с заданиями на пилотирование.
Программа подготовки
Лекции
- Обзор плана полета и техники используемой в нем (Ангара, Союз-5, Федерация и КВТК, Антарес)
- Введение в орбитальную механику
- Руководство по KSP TOT
- Основы радиосвязи (правила обмена информацией по голосовому каналу)
Тренировочные задания
План полета
План полета - высадка на Луну с транзитом через окололунную станцию LOP-G
План полета - Высадка на Луну по четырехпусковой схеме
План полета - Облет Луны по двухпусковой схеме
План полета - испытательный полет Федерации
План полета - на Созюзе-МС к МКС по сверхбыстрой схеме стыковки
План полета - на ПТК НП к МКС
Альтернативные планы полета
Описание комплекса симуляции
Как приступить к симуляции
- Купить KSP на сайте разработчика или в сервисе электронной дистрибуции.
- Скачать KSP Trajectory Optimization Tool [1]
- Скачать необходимые моды по списку в описании комплекса симуляции или готовую сборку.
- Скачать последний релиз скриптов, крафтов, программ и сейвов для симуляции и распаковать его в папку KSP.
- На компьютере симуляции запускается сейв "Симуляция полета на Луну" (место старта - Байконур, время - 0:00:00 201 дня 65 года в эпохе 1953 года).
- Участники ЦУП проверяют соединение с компьютером симуляции - c KSPTOTConnect по TCP и с kOS через telnet.
- На стартовый стол устанавливается Федерация на Союзе-5.
- Начальник ЦУП ускоряет время до момента старта - 11:37 минут далее начинает выполняться план полета - все действуют по чеклистам на соответствующий этап, все важные события заносятся в журнал симуляции.
