Курс «Введение в организацию симуляции космического полета и ЦУПа»
Для кого этот курс
Курс рассчитан на тех, кто хочет участвовать в проведении Летней Космической Школы в качестве волонтера по секции космонавтики или хочет научиться самостоятельно проводить симуляцию космического полета и ЦУПа по методике Школы. Описание космического полета и орбитальной механики дается на качественном уровне без углубления в математику. Для выполнения практических занятий участникам потребуется компьютер или ноутбук, на котором можно запустить Kerbal Space Program.
Цель курса
С полученными знаниями участники смогут участвовать в проведении ЛКШ в качестве волонтеров или самостоятельно организовывать симуляцию космического полета и ЦУПа по методике Летней Космической Школы.
Длительность и даты проведения
Курс рассчитан на 6 недель занятий. Начало курса 3 ноября. Курс включает в себя 6 лекций длительностью 1 час, 6 вебинаров длительностью по 2 часа и 6 занятий с инструкторами длительностью 1 час.
Занятия проводятся в 19:00 (или позже по договоренности с группой).
Содержимое курса
Курс включает знакомство с космонавтикой, современными ракетами-носителями, космическими кораблями и космодромами, изучение основ орбитальной механики, способов изменения орбиты и виды орбитальных маневров, принципы планирования и расчета маневров для космических аппаратов.
Участники курса узнают, что такое орбита, какими параметрами задаются размер, положение и ориентация орбит в пространстве, как изменять орбиту с помощью выполнения орбитальных маневров и как переходить с одной орбиты на другую, как строить ориентацию космического корабля и выполнять стыковку на симуляторе космического полета Kerbal Space Program. В финальной части курса участники совершат симуляцию космического полета на космическом корабле Союз МС к Международной космической станции.
Лекции и практику будут вести специалисты и волонтеры Летней Космической Школы.
Программа курса и расписание занятий
3 ноября, среда
Установочное занятие: знакомство участников и инструкторов, обзор программы, как делать задания к вебинарам к как представлять результаты, закрепление участников за инструкторами и согласование времени занятий с инструкторами.
Неделя 1
10 ноября, среда
Лекция: “Введение в космонавтику” — история формирования представления о возможности путешествий в космическом пространстве, реактивное движение, формула Циолковского, устройство ракеты, силы, действующие на ракету, выход на орбиту
Длительность: 1 час
13 ноября, суббота
Вебинар: “Введение в орбитальную механику” — понятие орбиты, параметры орбиты, виды орбит (низкая околоземная, геостационарная, солнечно-синхронная, орбиты типа «Молния» и «Тундра»).
Длительность: 2 час
Неделя 2
15 ноября, понедельник
Практика с инструкторами: Знакомство с интерфейсом Kerbal Space Program. Работа с HyperEdit и построение орбитальных группировок
Длительность: 1 час
17 ноября, среда
Лекция: “Космодромы России и мира” — понятие о космодроме, принципы выбора места расположения космодрома: географические, экономические и политические, космодромы Байконур, Плесецк и Восточный, обзор современных иностранных космодромов и мест их расположения
Длительность: 1 час
20 ноября, суббота
Вебинар: Орбитальная механика в деталях — компланарные и пространственные орбитальные маневры, система координат, связанная с вектором орбитальной скорости, переход между двумя орбитами - двух и трех импульсная схема, переходная орбита Гомана.
Длительность: 2 часа
Самостоятельная работа
Тема: Выполнение заданий на построение орбит и орбитальных группировок
Длительность: 2-3 часа
Неделя 3
22 ноября, понедельник
Практика с инструкторами: Выполнение орбитальных маневров в KSP
Длительность: 1 час
24 ноября, среда
Лекция: “Современные ракеты-носители” — классификация ракет-носителей, ракеты-носители России - семейство Союз-2, Ангара, Союз-5, американские ракеты-носители - семейства Фэлкон, Дельта, Атлас, SLS, европейские ракеты-носители - Ариан и Вега, японские и китайские и индийские ракеты-носители. Перспективные ракеты-носители разных стран - СТК, Starship/Super Heavy, Чанчжэн-9
Длительность: 1 час
27 ноября, суббота
Вебинар: “Основы пилотирования, сближение и стыковка — система координат, связанная с вектором орбитальной скорости, органы управления космического аппарата, построение ориентации, фазовый угол, орбита фазирования, орбитальный перехват и рандеву, алгоритм выполнения сближения с целью, индикатор взаимной ориентации космических кораблей DPAI, алгоритм стыковки
Длительность: 2 часа
Самостоятельная работа
Тема: Выполнение заданий на орбитальные маневры и изменение орбиты
Длительность: 2-3 часа
Неделя 4
29 ноября, понедельникПрактика с инструкторами: отработка процесса сближения и стыковки с DPAI
Длительность: 1 час
Самостоятельная работа
Тема: Выполнение заданий на орбитальные маневры и изменение орбиты
Длительность: 2-3 часа
1 декабря, среда
Лекция: Космические корабли от Востока до Дрегона — обзор космических капсул первого поколения (Восток, Восход и Меркурий), обзор космических кораблей второго поколения (Союз, Джемини и Аполлон), крылатые космические корабли (Спейс Шаттл и Буран), космические корабли нового поколения (Заря, Клиппер, ПТК-НП, Орион, новый китайский корабль), новые космические корабли (Шенчьжоу, Дрегон и Старлайнер), систематизация космических кораблей по внутреннему объему на члена экипажа, методу посадки, перегрузкам при посадке и многоразовости.
Длительность: 1 час
4 декабря, суббота
Вебинар: “Пакет утилит KSP TOT и его применение в симуляции” — обзор интерфейса, работа с временными метками, получение данных из KSP и загрузка данных маневра в KSP, утилита Randevouz maneuver sequencer для расчета маневров сближения, утилита Optimal two burn orbital change для расчета перехода с одной орбиты на другую в два маневра.
Длительность: 2 часа
Неделя 5
6 декабря, понедельник
Практика с инструкторами использование KSP TOT
Длительность: 1 час
Самостоятельная работа
Тема: выполнение заданий на расчет маневров с помощью KSP TOT для рандеву с целью и для схода с орбиты
Длительность: 2-3 часа
8 декабря, среда
Мастер-класс: “Организация симуляции как мероприятия” — технические требования для места проведения симуляции, подготовка к началу занятия, проведение занятий, тестирование участников, приложение Plickers для быстрого проведения тестов, отбор участников и разделение по ролям, игровые элементы в симуляции, размещение участников для проведения симуляции, организация трансляции, итоговое занятие
Длительность: 1 час
11 декабря, суббота
Вебинар: “Симуляция космического полета и ЦУПа — как это работает - краткий обзор похожих проектов, необходимое программное и аппаратное обеспечение, контур обмена информацией в симуляции, роли в экипаже и ЦУПе, методические материалы для проведения симуляции, kOS скрипты, ход симуляции и типичные проблемы
Длительность: 2 часа
Неделя 6
13 декабря, понедельник
Практика с инструкторами: выполнение полета в группах из условного экипажа и ЦУПа
Длительность: 2 часа
Самостоятельная работа
Тема: работа в группах по выполнению планов полета
Длительность: 3-4 часа
15 декабря, среда
Лекция: Разные сценарии симуляции — космические комплексы, доступные для использования в сценариях, первый полет в космос, советская лунная программа, американская программа Аполло, полеты к МКС, полеты к луне по многопусковым схемам, межпланетные экспедиции
Длительность: 1 час
18 декабря, суббота
Вебинар: “Симуляция полета космического корабля Союз-МС на МКС” — разбор плана полета, демонстрация хода симуляции - запуск РН Союз-2.1а с космодрома Байконур, выход на орбиту, расчет маневров сближения, сближение с МКС, ручная стыковка, отстыковка от МКС, расчет маневра схода с орбиты, посадка
Длительность: 2 часа