Простейшая симуляция на стоковом KSP

Полная сборка симуляции довольно требовательная к ресурсам компьютера - в основном в плане оперативной памяти (минимум нужно 12 гигабайт ОЗУ). Поэтому попробовать процесс симуляции можно на стоковом KSP с минимальным набором нужных модов.

Что понадобится

Необходимое ПО

• Kerbal Space Program 1.6.0+ [1].
• KSPTOT 1.6.0+ [2].
• Putty [3].
• Zello - mobile push-to-talk рация (или настоящая рация).

Необходимые моды

• kOS [4].
• KSPTOTConnect [5].

kOS скрипты

• kos/warput из архива.
• kos/res из архива.

Стартовый сейв для KSP

saves/initial_save.sfs из архива.

Шаблоны для Mission Architect

ma/duna-depature.mat из архива. ma/duna-correction-burn.mat из архива.

Установка

Установка КСП

Купите KSP в одном из магазинов (Steam, GOG, cайт разработчиков) и установите на ваш компьютер. Запомните путь к папке, куда была установлена игра (далее он будет указываться как $KSP_PATH).

Установка начального сейва симуляции

1. Запустите KSP
   1. В главном меню выберите "Начать игру"
   2. Далее выберите "Новая игра"
   3. Выберите тип игры "Песочница", название "Симуляция"
   4. Нажмите "Пуск!"
2. Скопируйте файл initial_save.sfs из папки saves из архива в папку $KSP_PATH/saves/Симуляция

Установка KSP TOT

• Скачайте архив с релизом KSP TOT под вашу версию KSP. Распакуйте архив в удобную вам папку.
• Кроме программы KSP TOT в этом же архиве лежит плагин KSPTOTConnect.
• Скопируйте сценарии duna-depature.mat и ma/duna-correction-burn.mat из папки ma архива в папку KSPTOT.

Установка модов

Скачайте архив с релизом kOS под вашу версию KSP. Распакуйте архив в папку $KSP_PATH.

Скопируйте папку GameData из папки куда разархивировали KSP TOT в папку $KSP_PATH.

Установка скриптов kOS

Скопируйте файлы warpup и res из папки kos из архива в папку $KSP_PATH/Ships/Script.

Настройка голосового канала

Установите приложение Zello на смартфон или используйте настоящую рацию.

Запуск симуляции

1. Запустите начальный сейв в KSP:
   1. Запустите KSP.
   2. Нажмите "Начать игру".
   3. Нажмите "Сохраненная игра".
   4. Выберите "Симуляция" и нажмите "Загрузить".
   5. Нажмите Alt+F9 и выберите initial_save из списка.
2. Включите kOS сервер
   

   Запуск kOS сервера
3. Запустите Putty (putty.exe)
4. Подключитесь к kOS серверу
   

   Подключение к kOS серверу
5. Запустите KSP TOT (KSPTrajectoryOptimizationTool.exe)
6. Подключитесь к KSPTOTConnect
   

   Подключение KSPTOT к KSP
7. Запустите Mission Architect в KSPTOT
8. Убедитесь что работает голосовая связь через Zello или рацию.

Как работает симуляция

На схеме показаны каналы обмена информацией внутри симуляции:

• Через putty терминал ЦУП запускает kOS команды на компьютере симуляции:
  • Команда warput используется для ускорения времени до нужного момента. Команда принимает один аргумент - дату до которой нужно ускорить время в формате количества секунд с начала эпохи. Даты в этом формате получаются из KSPTOT.
  • Команда res выдает в терминал информацию о запасах ресурсов на борту.
• С помощью KSPTOT ЦУП делает следующее:
  • Утилита Mission Architector (MA) используется для расчета маневров и контроля их выполнения экипажем.
  • Утилита Maneuver Execution Assistant используется для получения времени включения двигателей.
  • Любое поле для ввода даты используется для получения даты в формате "количество секунд с начала эпохи" для команды warput.
  • Загружает данные маневра в KSP
  • MCC Real Time System может использоваться для получения телеметрии из KSP
• Связь между ЦУПом и Экипажем идет через голосовой канал связи (Zello или рацию).

Приступаем к симуляции полета

Итак:

• В KSP идет симуляция полета.
• Запущен kOS сервер.
• У нас есть kOS терминал, с помощью которого мы можем контролировать симуляцию.
• KSPTOT подключен к KSP через KSPTOTConnect и запущен Mission Architect.
• Голосовой канал связи готов к использованию.

Далее назначаем роли. Минимум вам понадобится два человека:

• Один (далее ЦУП) будет совмещать роли Руководителя Полета, Главного оператора, Менеджера ресурсов и Баллистика
• Другой (далее Экипаж) будет выполнять все роли в экипаже: Командира и пилота.

Наш план полета:

• Мы начинаем на орбите Кербина в период, удобный для отлета к Дюне.
• Наша задача:
  • Рассчитать маневр отлета к Дюне.
  • Выполнить его.
  • Проверить параметры орбиты после выполнения маневра.
  • Если нужно, рассчитать коррекцию.

Как выполнить план полета:

• ЦУП связывается с Экипажем и сообщает что начинает расчет маневра
• Для для расчета маневра нужно:
  • Загрузить в MA сценарий расчет отлета к Дюне (duna-depature.mat)
  • Импортировать параметры начальной орбиты из KSP
  • Запустить оптимизацию
• После завершения оптимизации ЦУП связывается с Экипажем и сообщает что маневр готов
• Экипаж подтверждает готовность принять маневр.
• ЦУП загружает маневр в KSP и сообщает Экипажу что маневр загружен
• Экипаж подтверждает, что видит маневр и для проверки называет величину маневра
• ЦУП теперь должен рассчитать время включения двигателя
  • Для этого в утилиту Maneuver Execution Assistant импортируются параметры текущей орбиты
  • Импортируются параметры маневра.
  • В терминале запускается команда "run res.", которая выводит текущую массу корабля
  • Масса корабля и параметры двигательной установки (Isp=350s, Thrust=250kN) вводятся в Maneuver Execution Assistant.
  • Нажимается кнопка "Compute Burn Timing Information"
• ЦУП вызывает экипаж и сообщает ему время включения двигателя относительно времени выполнения маневра (Burn Start Time = T-100 sec -> Время включения двигателя 100 секунд до времени маневра).
• Экипаж подтверждает получение времени включения двигателя.
• ЦУП запрашивает у экипажа, сколько времени ему нужно на подготовку к маневру
• Экипаж оценивает время на построение ориентации корабля для выполнения маневра (в минутах, например 1 минута) и сообщает ЦУПу.
• ЦУП рассчитывает дату для ускорения времени по формуле: T = Время маневра - Время включения двигателя - Время на подготовку. Допустим время маневра - 40210 секунд, время включения двигателя - 100 секунд до маневра и экипаж просит 1 минуту (60 секунд) на подготовку. Дата для перемотки времени = 40050.
• ЦУП запрашивает у Экипажа готовность к ускорению времени.
• Экипаж подтверждает
• ЦУП вводит в терминале команду "run warput(40050)." - начинается ускорение времени в игре.
• ЦУП запрашивает у Экипажа, видит ли тот ускорение времени.
• Экипаж подтверждает.
• Когда ускорение времени заканчивается, Экипаж сообщает об этом ЦУПу.
• Экипаж выполняет маневр:
  • Строит ориентацию для маневра.
  • В установленный момент времени запускает двигатель.
  • ЦУП наблюдает за выполнением маневра с помощью телеметрии KSPTOT.
  • Ждет когда индикатор dV маневра дойдет до нуля.
• Экипаж сообщает ЦУПу о успешном выполнении маневра.
• ЦУП проверяет результат выполнения маневра:
  • Загружает в MA сценарий duna-correction-burn.mat
  • Смотрит на параметры орбиты в боксе Final Spacecarft State: если там Orbiting about = Duna и в попапе при наведении Periapsis Alt. = 100-200 км, то коррекция не нужна. Если нет, то:
  • Запускается оптимизация
  • Если в результате оптимизации получается орбита, удовлетворяющая граничным условиям (Periapsis Alt. = 100 km, Inclanation = 0-10 degree), то маневр передается экипажу для исполнения как и было сделано ранее. Если нет, то:
  • Надо попробовать увеличить диапазоны переменных оптимизации или время маневра
• План полета считается выполненным, если после коррекции корабль оказывается на курсе, ведущем к Дюне с перицентром орбиты ~100 км и небольшим наклонением.