Космонавтика

тренировка по пилотированию тренировка по пилотированию

Программа секции включает изучение основ орбитальной механики, способов изменения орбиты и виды орбитальных маневров, принципы планирования и оптимизации траекторий космических аппаратов. Участники Школы узнают, что такое орбита, какими параметрами задаются размер, положение и ориентация орбит в простанстве, как изменять орбиту с помощью выполнения орбитальных маневров и как переходить с одной орбиты на другую, как перелетать с орбиты вокруг одного небесного тела к другому и от одной звезды к другой, что такое гравитационные маневры и регионы Лагранжа.

С полученными знаниями участники смогут освоить специализированное программное обеспечение для планирования и оптимизации траекторий космического полета. На нашей Школе мы используем пакет программ Kerpal Space Program Trajectory Optimization Tool (KSP TOT). В пакет входит большой набор утилит, которые позволяют выполнять полный цикл планирования космического полета. Подход, используемый KSP TOT, аналогичен тому, что применяется в ведущем программном пакете NASA General Mission Analysis Tool.

Также участники познакомятся с основами устройства космической техники, принципами пилотирования космических аппаратов и получат навыки выполнения ручной стыковки и посадки на симуляторе.

Основные задачи курса:

  1. Овладение основами орбитальной механики;
  2. Освоение принципов планирования и оптимизации траекторий;
  3. Обучение навыкам ручного пилотирования и стыковки космических кораблей (на симуляторе);
  4. Изучение специализированного программного обеспечения, аналогичного используемому в NASA.

Содержимое курса:
Две общих лекции по 80 минут, три лекции для участников секции по 80 минут. 12 часов практических занятий в течение трех дней.
  1. Основы орбитальной механики
    Теория. Понятие орбиты. Параметры орбиты. Виды орбит. Орбитальные маневры: компланарные и пространственные. Траектория полета между несколькими небесными телами. Приближение сшитых конических сечений.
    Практика. Система координат, связанная с вектором орбитальной скорости. Переход между двумя орбитами: двух и трех импульсная схема. Переходная орбита Гомана. Рандеву и стыковка космических аппаратов.
  2. Планирование и оптимизация траекторий
    Теория. Космический полет, как набор событий. Виды событий. Переменные оптимизации. Граничные условия для оптимизации. Функции оптимизации. Выбор результата оптимизации. Что делать, если решение не сходится.
    Практика. Расчет маневров для рандеву космических аппаратов. Расчет поправки для компенсации гравитационных потерь при переходе от импульсных маневров к маневрам с конечной тягой и низкой тяговооруженностью. Планирование маневра перелета между планетами. Разбиение одного большого маневра на последовательность из нескольких меньшей величины.
  3. Пилотирование космических комплексов в симуляции
    Теория. Физическая модель в симуляции. Системы координат и основные параметры техники и ее компонент. Алгоритм выполнения маневра сближения с целью.
    Практика. Расположение приборов в виртуальных кабинах. Режимы многофункциональных дисплеев и как ими пользоваться. Схема управления с контроллера. Режимы работы системы автоматической ориентации. Построение ориентации для выполнения маневра в автоматическом и ручном режиме. Индикатор положения стыковочного порта цели (DPAI) и стыковка с его помощью. Посадка на твердую поверхность в ручном режиме. Программы автоматической посадки и взлета.
  4. Основы ракетной техники
    Теория. Движение тела переменной массы. Формула Циолковского. Силы, действующие на ракету. Устройство ракетного двигателя. Сопло Лаваля. Типы двигателей и движителей для космической техники: химические ракетные двигатели, ядерные ракетные двигатели, электрореактивные двигатели, солнечные и магнитные паруса.
    Практика. Расчет первой космической скорости. Расчет массы ракеты, необходимой для вывода полезной нагрузки заданной массы на опорную орбиту.
  5. Симуляция космического полета и ЦУПа: как это работает
    Теория. Задачи и обязанности участников симуляции. Роли участников ЦУПа (руководитель полета, главный оператор, баллистики, группа ресурсов, секретарь). Роли в экипаже (командир экипажа, пилот орбитального корабля, пилот лунного корабля). Контур обмена информацией в ЦУПе, экипаже и между ними.
    Практика. Типовые ситуации в полете: выполнение маневра, коррекция курса. Фразеология и правила радиообмена. Важность культуры общения и поддержки эмоционально-психологического состояния экипажа.

В ходе симуляции межзвездной экспедиции участники секции станут пилотами и навигаторами, которые будут отвечать за перемещение корабля экспедиции по планетной системе и высадки на поверхность небесных тел.