Отчет о проведении симуляции космического полета на Летней космической школе 2018
 | 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. Александр Шаенко |  |
Содержание
Предмет симуляции
Симулировался 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 тестовых заданий, прослушать курс лекций по орбитальной механике и работе ЦУП и пройти тестирование.
Тесты по орбитальной механике
Для тестирования было составлено 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.
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
Всего в симуляции принимало участие 18 человек: 6 в экипажах и 10 в ЦУПе и 2 организаторов.
ЦУП
Руководитель полета
Координировал действия групп ЦУПа, управлял сжатием временем в симуляции, запускал программы выведения ракет-носителей с КК Федерация и КВТК.
Александр Хохлов
Группа баллистики
Вырабатывали данные для проведения маневров, загружали их в БЦВМ Федерации, рассчитывали даты для системы сжатия времени.
Елена Стриженова
Алексей Петров
Ефим Брыляков
Группа связи (главные операторы)
Передавали экипажам информацию по выполнению маневров (время включения двигателей, момент начала сжатия времени и т.д.), принимали доклады экипажа.
Владислав Жигалов
Вера Тюкалова
Артем Калмыков
Группа ресурсов
Запрашивали телеметрию бортовых ресурсов и сообщали полную массу и массу топлива по запросу группы баллистики.
Варя Дубровина
Диана Богаткина
Максим Слепов
Экипажи
Основной экипаж
Позывной - "Астры".
Дмитрий Руппель - командир экипажа
Алесандр Шаенко - пилот орбитального корабля
Валентин Белышков - пилот лунного корабля
Дублирующий экипаж
Позывной - "Марс".
Антон Александров - командир экипажа
Иван Арбузов - пилот лунного корабля
Никита Большаков - пилот орбитального корабля
Организаторы
Сергей Лемещенко
Павел Иванов
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 - 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 план полета по двухпусковой схеме и 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
Общая пресс-конференция участников
Впечатления
| 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. Александр Шаенко | |
| 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. Александр Хохлов | |
| 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. Дмитрий Руппель | |
| 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. Никита Большаков | |
| 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. Валентин Белышков | |
| Участие в симуляции позволило не только попробовать себя в качестве работника настоящего ЦУП'а, но и применить полученные в ходе лекций и мини-семинаров знания на практике. Если раньше апоцентр, наклонение и Гомановский переход были скорее абстрактными понятиями, то после симуляции возникло вполне конкретное понимание значений этих слов. Кроме того, частично удалось разобраться в "энергетике" космического полета - при расчете длительных миссий важен каждый грамм топлива на борту космического аппарата. Вместе с тем, при выполнении расчетов орбитальных маневров осознавалась ответственность за точность их выполнения, т.к. от этого напрямую зависит успех миссии. Это прибавило количество положительных эмоций, полученных после успешного окончания полета "космонавтов" к Луне и обратно. Просматривая интервью и видеозаписи полета спустя время, сохраняется удовольствие от проделанной работы. Рекомендую попробовать поучаствовать в симуляции всем интересующимся космонавтикой, и в особенности, старшеклассникам. Где же ещё узнать в деле, каково это - работать в Центре управления полетами! Алексей Петров | |
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
Начало симуляции
Первая стыковка на орбите Земли
Работа ЦУП
Сеанс связи с экипажем после отлета к Луне (5 часов с начала симуляции)
Имитация внешнекорабельной деятельности на "Луне" (10 часов с начала симуляции)
Фото галерея
Основной экипаж после назначения в полет
Экипаж в "кабине"
Место расположения ЦУПа
Работа ЦУПа
Руководитель полета и главные операторы
Руководитель полетом в ЦУПе
Работа группы баллистики
РП и его кофе
Рабочий блокнот главного оператора: фиксация хода стыковки.
