В настоящей статье кратко рассказываетс о двух интересных программах, которые симулируют в одном случае управляемые полёты космических аппаратов, а в другом целые звёздные системы. По утверждению авторов в программах используются приближенные к реальности физические модели, чем мне они и понравились. Это не обычные красночные стрелялки, а именно симуляторы. Насколько точны неизвестно, но явнях багов я не увидел. Да и другие тоже. Мог ли в принципе Амстронг долетель до Луны? Действительно ли Луна вращается вокруг Земли? Указанные программы позволяют частично ответить на эти вопросы. И ответить и графически показать. Как говориться: "оно того стОит" :)

 

Вступление.

Когда-то мы "летали" на лунолётах. Это было по-своему интересно. Каждый манёвр нужно было продумывать. Теперь уже программы - симуляторы космических полётов и целых галактик стали более компьютерными. Они рассчитывают точнее, учитывая целый спектр физических величин. Они стали зрелещнее. Одна из таких программ называется Orbiter и, по заявлениям автора, создаёт реалистическую физическую модель полёта. О ней и пойдёт речь ниже.

Orbiter

Игровой программе - симулятору космических полётов исполнилось 10 лет. Точнее между выпуском Orbiter 2006 и Orbiter 2016 прошло столько времени. Не знаю насколько хороша или плоха была первая версия, но последняя великолепна. Конечно графика не самая лучшая на данный момент времени, но зато, по утверждению автора, симулятор максимально точно воспроизводит математический аппарат Кеплеровской физики. Это не "лунолёты" 30-ти летней давности :). Тут уже всё по-серьёзному. Если версия от 2010 года "весила" всего 138Мб, то версия от 2016 года уже 2,5 Гб - солидно пополнела. В основном, конечно, за счёт текстур поверхностей планет. В новой версии есть текстуры Земли, Луны и Марса. И ещё отдельно есть более подробные и красточные текстуры, но они совсем "тяжеловесны".

apolo for orbiter 8

Сама игра совершенно бесплатна и её не сложно скачать с официального сайта. Там же есть дополнения как различных космических кораблей, так и стартовых площадок. Среди кораблей есть как исторические, просто реалистичные, так и откровенно юмористические вроде летающих утугов и бензопил. Дело в том, что симулятор просчитывает кеплеровскую механику, термодинамику, гадродинамику и пр., но никак не реагирует на технологические ограничения самих кораблей. Это остается на совести разработчиков приложений. Для симулятора важен только ограниченный набор параметров вроде максимального мгновенного расхода двигатерей, тяги и скорости истечения продуктов сгорания. В этом смысле симулятор неточен. Можно хоть пирамиду Хеопса в космос отправить :).

Тем не менее можно найти и вполне реалистические приложения по историческим миссиям вроде полёта Белки и Стрелки. Или "смотаться" на МКС на "Протоне". Единственное что плохо: все это создается энтузиастами и содержит массу ошибок. К тому же различные дополнения конфликтут между собой в результате чего игра "вылетает".

Помимо ополнений с кораблями есть и весьма полезные дополнения для МФУ. Под МФУ в игре понимается мультизадачный дисплей в который могут включатся дополнения сторонних разработчиков. Наибелее полезны из них: TransX и Interplenet MFU. Оба представляю собой слегка упрощенные графические калькуляторы для прокладки маршрута между планетами. Тем не менее в процессе "полёта" расчётное ядро самого Орбитера учитывает гораздо больше параметров и возникают отклонения от маршрута так что приходиться корректировать курс.

Входящие в базовый пакет космические модули в основном футористичны. Из более менее реальных есть МКС, но в полном варианте (в реальности недостроена) и станция Мир в реальности затопленная в океане. Из более или немнее реалистичных кораблей есть "Атлантис". Новичкам рекомендуют учится на Delta Glider - фантастическом корабле с невероятными по своствам двидателями и малым расходом топлива. На неё на одной "заправке" можно даже слетать на Луну :). Есть ещё несколько орбитальных транпортов, но в них я пока вдохновния не нашел, хотя конечно, по своему интересные концепты.

Управление космическими кораблями имеет как общие, заложенные в сам Орбитер, принципы, так и индивидуальные для каждого корабля. Управлять здесь сложнее, чем в леталке-стрелялке. Да и "физика" действует ощутимее хотя и в "леталках" вроде World of Wraplanes тоже физическая модель учитывается. Тем не мнее для нормальной игры в Орбитер нужно прочитать руководства потому как интерфейс не явдяется интуитивно понятным.

Игра сама по себе англоязычная. Русскоязычных поклонников мало, но русскоязычные руководства, правда к старым версиям, найти можно. Но, после некоторых тренировок, особого дискомфорта не русский интерфейс неудобств не вызывает. Есть дополнение "Гравити", собранное русскоязычным сообществом, но оно для Orbiter 2010. Честно скажу - пока не ставил под Orbiter 2018. Держать две версии программы на одном компьютере не получается. Ну а "танцевать с бубном" я не стал.

В Orbiter 2016 на Земле, Луне и Марсе появились горы. При хороших текстурах смотриться всё это просто великолепно и весьма реалистично. Здесь же есть и ветер в атмосфере - в предыдущей версии такого не было. Теперь можно и разбится о поверхность или сгореть в атмосфере. Правда реалистичной графики разрушения корабля нет, но сообщение на экран выдается и игра прекращается. Впрочем, не все "краши" приводят к прекращению игры. Здесь можно на взлёте съехать с полосы и всё равно взлететь. В реальности такое для многотонной машины вряд-ли возможно :).

Чего здесь пока нет? Нет учета радиационного воздействия. Это пока минус. Нет спутников вроде GPS и "космического мусора" так что все взлёты достаточно комфортны. В космосе нет ни метеоридов, ни даже пыли. У караблей почему-то отсутствуют солнечные батареи, хотя есть радиаторы охлаждения. В общем, игре есть куда развиваться в плане повышения реалистичности.

В целом игра затягивает. Здесь не нужно в кого-то стрелть. Нужно управлять полётом следя за топливом, кислородом, ускорениями... И это интересно :).

***

Есть ли для Orboter`a симуляция проекта Apollo с высодкой на Луну и прочим? Да, такая симуляция есть. Старую версию (версия 4.2) от 2003 года можно найти здесь. Только первый патч у меня закачиваться не захотел - пишет, что не найден файл. Ну да ладно.

apolo for orbiter 1

В этой версии по крайней мере есть все миссии "Аполона". Более новая версия 7.0 есть здесь , а руководство к ней здесь. Есть все миссии Апалонов, но в главную ветке видно почему-то только мисии 7 и 8.

apolo for orbiter 2

Более поздние миссии в том числе пилотируемых полётов скрыты во вложенных папках и, если верить ихнему Вики, то всё ещё на стадии разработки (бета-версия). Наверное что-то улучшают. Вообще-то это игра и настройки делает сам игрок. Он же "совершает стыковку и вытаскивает луееый модуль из корпуса ступени". Реальные исторические параметры не приводятся, хотя их в принципе можно найти в Сети. Не знаю насколько достаточно там информации. "Готовые" "полёты" можно посмотреть на ютубе.

apolo for orbiter 5

apolo for orbiter 4

apolo for orbiter 6

Помимо миссий Аполона энтузиастами созданы сценарии-симуляции и советских космических программ. Можно "полетать" с Гагариным, или отправится в первый автоматический полёт вокруг Луны на модуле Луна-3. Из футуристических космических караблей в программе есть Delta Glider и его расширенные модификации XR1, XR2 и XR5. Из современенных есть "Протон", "Ангора", "Фалькон 9". Есть много и других "проектов". Всё это надо устанавливать, как дополнения. Далеко не все дополнения совместимы между собой.

***

Что лично меня удивляет в американской космонавтике в целом и миссиях Аполон в частности, так это то что они не использовали солнечные батареи во время полетов. Даже на модуле, остающемся на орбите Луны, их нет. "Ответ"-то найти в Яндексе несложно. Вот, например,

Солнечные панели используются на аппаратах с большим периодом службы - месяцы, годы и т.д. Полет на Луну и обратно длится лишь восемь дней. К тому же, при конструировании Аполлон делали максимально простым, чтобы риск поломки был меньше. А еще решили так: даже если солнечные батареи будут установлены, то придется все равно ставить резервные топливные элементы, так не проще ли будет не ставить солнечные панели, а обойтись только этими водородно-кислородными элементами? Таким образом было сэкономлено несколько сот килограмм массы, а в полете на Луну каждый грамм на вес золота, ведь чем больше масса лунного модуля - тем больше нужно топлива.

В двигательном отсеке главного блока Аполлона было три водородно-кислородных элемента, из которых работали два, третий был резервным. Именно они обеспечивали энергией Аполлон на протяжении почти всего полета. Когда модуль с экипажем отделялся от главного(при посадке на Землю), в дело шли обычные химические батареи, только гораздо более энергоемкие чем используемые в быту.

 Отсуда

Только он какой-то неубедительный. Даже "выживальщики" посчитали, что для определённых широт нашей необъятной панелька солнечной батареи выгоднее, чем аккумуляторные блоки. О водородно-кислородных элементах можно почитать здесь, здесь или спросить у Яндекса. В 1959 году такой топливный элемент патентуется, а спустя всего пять лет ставиться на космический корабль. Кстати, они, американцы. неплохо так горели в своей этой технике.

Вообще читать дискурс между сторониками "Лунной аферы" и "Они там были!" часто интересно. Для меня в каких-то вопросах ещё и полезно - многих вещей я просто не знаю и, наталкиваясь в текстах, начинаю искать и знакомиться. Что же касается водородных элементов то если бы они были настолько безопасны, то давно бы стояли уже на автомобилях. Однако электромобили как реально существующие, так и проектирующиеся, используют почему-то литий-полимерные и пр. аккумуляторы, а не водород. Хранить его опасно. Хранить опасно, а "выкидывать" на Луну нет? Странно все это.

Знакомясь с дискурсом по "лунной афёре" читаешь одних - вроде как правдоподобно. Читаешь других - тоже веришь ;). В любом случае в истории ничего не сохранилось от "триумфа человечества", тогда как от советской космонавтики сохранилось многое. Впрочем, не только "лунная афёра" у меня вызывает сомнения, но и "Вояджер". Столько десятилетий летать между планетами и ещё что-то там передавать через космические дали? Вот в симуляторе Орбитер у меня даже до Марса без корректировок курса "долетель" не получается, а "вояждер", практически не обладая запасом топлива, сделал такое колличество идеальных гравитационных манёвров, что в пору выбросить все современные компьютеры и покупать "калькулятор" что был вместо "мозгов" у этого аппарата :).

Если что, то это не претензия - это юмор такой :).

Universe Sandbox 2

 

 "Родина" этой игры-симулятора здесь, но там его продают пусть и не за самые большие деньги. Где найти? Думаю - труда не составит. Википедия о игре пишет следующее:

интерактивная программа для моделирования гравитации космических объектов, разработанный как проприетарное программное обеспечение[1]. Она позволяет визуализировать воздействие силы тяжести, эволюцию звёзд и другие астрономические явления контролируя время и взаимодействуя с происходящим прямо во время просчёта. В программе используются действительные законы физики, которые помогают максимально реалистично показать столкновение, расщепление, деформацию и другие гравитационные действия с сгенерированными и настоящими планетами Солнечной системы, их спутниками, звёздами, чёрными дырами, галактиками и многими другими телами.

 Так что в какой-то мере это космический симулятор, а не просто анимация. Как и большинство игроков, я тоже "сталкивал" планеты и "взрывал" Солнце. Что сказать? Красочно получается. Если Солнце, не дай Бог, превратится в сверхновую, то все внутренние планеты включая Землю просто сдует. Тепература на Земле поднимется больше 10000 градусов и это облачно плазмы улетит в далекое-далёко :). Такая вот симуляция.

Что здесь интересного и почему я привожу эту игру вместе с Орбитером? Как вы думаете: Луна вращается вокруг Земли или нет? Странный вопрос, правда? Задавая такие вопросы некоторые особоодаренные выводят свои "законы физики", но апелируют они как раз к "обычным" законам гравитационного взаимодействия. И согласно им Солнце на Луну действует во много раз сильнее, чем Земля. Вот и Орбитер "говорит" о том, что люой космический корабль при перелёте на Луну какую-то часть пути летит в преобладающем поле тяготения Солнца. Universe Sandbox 2 графически показывает, что Луна это не луна в классическом понимании, а система Земля-Луна и, по сути, является двойной планетой. При этом действительно становиться удивительно насколько они синхронизованы. Впрочем, двойная планета Харон и Плутон, если верить НАСА, ещё более удивительное явление. Они синхронизованы ещё лучше.

Когда мы 30 лет назад "летати" на "Кон-Тики", то планетарная механика представлялась мне тогда по-иному. Тогда в учебниках физики существовало понятие точек Лагранжа и предполагалось непрерывность и неограниченность действия гравитации. Эта же модель напрямую упоминается в автором перелёта Коршунова-Перепелкина Михаилом Пуховым. Они там как раз хотели дозаправиться в точке либрации на станции "Лагранж", но станцию уничтожил "всесистемный метеоридный рой". Сейчас предлагаемая модель стала более утилитарной. Предполагается, что гравитацонное поле какого-либо объекта, например, Луны, преобладает только на определённом промежутке пути Луна-Земля. В середине этого пути преобладает действие Солнца, ну а ближе к Земле - её самой, родимой. Как бы кусочно-непрерывное воздействие.

С точки зрения матеманического моделирования это две разные модели и симуляции по ним идут по-разному. Графически они, как бы тоже, отображаются по-разному. Впрочем, одна другую не опровергают.

Однако, рассуждать на тему нестыковок отдельных моделей я не буду. Модель на то и модель, что описывает в своих терминах (почему-то все модели создают свою терминологию, путь и не сильно отличающуюся от общепринятой) некий процесс и "предсказывает" его развитие в дальнейшем. Чем полнее модель, тем точнее предсказание, но точность предсказания наступления события отнюдь не говорит о том, что модель достоверно описывает физику процесса. Например, та же нейросеть вполне способна предсказывать и лунные затмения и положения Венеры на небосводе, но если взять и посмотреть внутрь этой сети, то ничего похожего на кеплеровкую физику мы там не увидим, а увидим всё те же перцептоны и непонятно какие коэффициенты, скоректированные самой нейросетью в процессе обучения. И никаких тебе орбит, но восход Солнца с точностью до секунды в любой точке Земли :). Просто сеть должна быть достаточно большой, чтобы переварить такое количество входов инфорации. Ну а входных значений долно быть очень и очень много. Напомню, на каждый вход подаются поток одномерных данных. Т.е. географическое место точки это минимум три потока: долгота и широта места и высота над уровнем моря :). А дальше - будет только больше. Долготу мы непосредственно не знаем, поэтому должны задавать координату, полученную триангуляцией в некоей выбранной системе координат. Тут правда на память приходит одна хохма. Получили как-то давным-давно участок под дачу. Площадь такая-то, разметка "от сих до сих". Спустя пару десятков лет участок перемеряли (кадастр, земельные коммитет - все дела) и оказалось, что он не пять с половиной соток, как по документам ранее, а на две сотки больше. Вроде и ничего не "прихватывали". Как так? Китайские приборы мерящие и не в метрах, и не в ярдах, а в чём то усреднённом? Не знаю, но специалисты именно ими измеряли... с лазерными уровнями и прочим. Вот и строй по такой триангуляции точную карту...

Раз уж я отвлёкся - бывает... заносит, - то скажу, что есть такой сайт "Всё кругом вранье!" и у него есть форум. Здесь автор "оригинальной" идеи "доказывает", что наши предсавления о мироустройстве неверны. Идея аппонирования у него интересная: вы мне не теорию рассказывайте, а скажите кто, где, чем и когда мерял, а я уж подумаю, как результаты интерпретировать". Это, например, по вопросу: "какое расстояние до Луны?". Сейчас на этот форум я попал случайно по ссылке с Яндекса, когда смотрел материалы по теме "Прецессия лунной орбиты", "точки либрации", в общем, на темы, о которых писал выше. Почитав по выпавшей ссылке, я вспомнил, что году так в 2011-12 уже попадал на этот форум и написав всего-то три-четыре комментария, был забанен :). Всё только потому, что аппонировал автору его же методами. Помниться, тогда они обсуждали существование неких гипотетических пузырей, призваных "искажать реальность", чтобы визуально люди видели не вогнутую поверхность (по мнению автора мы живём на внутренней поверхности чего-то), а выпуклую. Вот я и предложил запустить воздушный шарик с гелием и визуально понаблюдать за ним. Если где-то мы увидим резкое искажение изображения, то тогда можно предположить, что в этот момент шарик физически пересек "границу полусферы, искажающую оптическую реальность". Ответом мне явился бан :). Сейчас немного почитал что там написано. Что сказать? Автор "на своей волне"...

Странный у меня зигзаг получился. Говорить вроде как собрался о программе-симуляторе, но потом перепрыгнул на "пространные рассуждения" о космических моделях и закончил вспоминанием о мутном сайте "Все вранье". Это я к тому, что действительно нужно понимать, что модель - это только модель и не доходить до откровенного маразма. Ведь помимо "Все вранье" естьи куча как сайтов, так и статей, о том, что гравитации вообще не существует. Что есть некие области вокруг планет в которые, если туда попасть, то гравитацию для тебя включат, а если покинуть, то выключат. Вроде того, что удалился на расстояние, большее чем упомянутый мной радиус гравитацонного доминирование в Орбитере и всё - уже никогда не упадёшь на планету потому как её гравитация на тебя больше не действует :).

Раздел получился вроде как и не о Universe Sandbox 2, но об этой программе сказать что-либо ещё, кроме того что она замечательная и красочная, нельзя. Просто классная игрушка. Можно наделать рандомных лун, подсунуть их в систему Земля-Луна и смотреть, как они сталкиваются и падают. Можно вообще галактики сталкивать если ресурсов компьютера хватит.

Kerbal Space Program

Kerbal Space Program 1

Чисто игровая программа с помощью которой можно освоить азы космопилотирования и ракетостроения. Для детей, как развивающая игра - очень дае ничего. В программе есть довольно хорошая обучающая часть. Весьма помогает в освоении, как самой программы, так и основ космического пилотирования.  Размер программы не катастрофичен, требования тоже не завышены.

Действие игры происходит на выдуманной планете Кербел. Планетке довольно маленькой если судить по величине первой космической скорости всего в две с небольшим тысячи метров в секунду. Получается, что планета меньше Марса и чуть больше нашей Луны. Тем не менее имеет две своих собственных луны, одну из которых называют Муна :).

Kerbal Space Program 3

Без преувеличения скажу, что в этой игре стОит пройти обучающую часть.

Kerbal Space Program 4

Миссии здесь совершенно разные. Есть, например, такие, как захват и транспортировка астероидов :).

Kerbal Space Program 5

Довольно развита система космической навигации хотя и не так, как в Orbiter. Тем не менее общее представление можно сложить. Например, есть миссия доставки астероида на орбиту Муны. Собственно картинка ниже подтверждает - я эту миссию прошел успешно :).

Kerbal Space Program 6

Как и для Орбитера, для Кербела есть аддоны, которые можно скачать с сайта поддержки.

Kerbal Space Program 2

С своей стороны игру могу порекомендовать всем, кому уже не интересны бродилки-стрелялки вроде СтарВарса и тем, кому хоть примерно хочется понять, как же оно там, в Космосе, летает.

 

Space Engine

Как говорит нам википедия:

Space Engine — космический симулятор-планетарий, позволяющий исследовать Вселенную в трех измерениях. В отличие от большинства симуляторов, пространство вселенной Space Engine не ограничивается пределами Солнечной системы или Млечного Пути, а имеет размеры, сопоставимые с размерами реальной видимой Вселенной. Все изученные звезды и планеты присутствуют в Space Engine, а для неизученных областей космоса применяется процедурная генерация галактик, туманностей, звезд, планет и прочих космических объектов.
...
Управление в симуляторе сводится к свободному полету в космическом пространстве. Полет реализован в трёх основных режимах: Свободный режим — наиболее простой режим, в котором пользователь перемещается в любом направлении без инерции Режим космического корабля — сложный режим управления, который имитирует механику реалистичного полета в космическом пространстве (сохраняется скорость движения и угловая скорость вращения, а направление движения не привязывается к ориентации камеры). При этом, как и во всех остальных режимах, не учитывается гравитация и отсутствуют реалистичные ограничения на скорость и ускорение. Режим самолёта — режим управления, при котором имитируется поведение самолета в воздушном пространстве (сохраняется скорость движения и угловая скорость вращения, однако направление движения следует за ориентацией камеры). При этом не имитируется замедление движения от трения с предполагаемым воздухом. Игровой режим — в этом режиме можно управлять одним из космических кораблей Space Engine. В текущей версии отсутствует какая-либо механика космического полёта, управление аналогично режиму космического корабля, за исключением влияния гравитации планет на траекторию. Аэродинамика в атмосферах планет не моделируются, отсутствует ограничение на скорость и ускорение.

Программа довольно красивая особенно в части генерируемых ландшафтов. К сожалению в качестве симулятора она весьма слабая. Зато можно "покататься" по Вселенной на гипердвигатялях (т.н. варп-двигатели) :). Управление тоже оставляет желать лучшего особенно по отношению к даум упомянутым выше программам.

Space Engineers

Игра основанная на миссиях. Имеет элементы строительства в части космических кораблей. Требовательна к ресурсам компьютера.

Так что, как видим, это в какой-то мере симулятор, но довольно ограниченный. Зато очень красточный :). Правда за красивую картинку приходиться платить большим "весом": архив 5,7Гб, а на диске сама программа - 15,5 Гб. Найти его можно на официальном сайте и скачать пока ещё бесплатно. Можно и за пожертвование если кому-то очень понравилось :). Инструкция тоже есть на сайте.

apolo for orbiter 10 space engine

В игре почти нет физики, но очень хорошая графика и сюжетная линия.

В игре надо ходить, стрелять, строить, ремонтировать и прочее. У неё есть сюжет, есть миссии.

apolo for orbiter 10 space engine 2

Начинается всё с того, что мы просипаемся в какой-то гибернационной камере. Выходим оттуда и начинам ходить открывая двери, собирая предветы и прыгая по расстреливаемому кем-то кораблю, висящему на орбите чьей-то луны. В конце первой миссии мы должны покинуть этот карабли в капсуле спуститься на луну. Вторая миссия начинается сразу после приземления, но пересказывать сюжет я не буду. В общем-то он незамысловатый :).

 

Eyes on the Solar System

Это уже симулятор или как его назвать? от самого НАСА. НАСА выпустила приложение, показывающее 3D модель нашей Солнечной системы. В ней можно "переместиться" в любую точку модели, увидеть, что же находится в определенной точке пространства. Кроме того, приложение позволяет и «ускорять» время, наблюдая за движением планет, их спутников и искусственных объектов, созданных человеком. Можно наблюдать за миссиями этого агенства.
Скачать можно здесь.

Это больше гляделка, чем симулятор.

Заключение

Я постарался разместить программы так, чтобы они отражали степень правдополобия и удовлетворяли самому понятию "симулятор". Для меня Орбитер действительно является симулятором. Ну а дальше - по мере снижения достоверности. Последним идет интерактивка от НАСА. Ну... будем считать её достоверной ;).

За последние 30 лет симуляторы космичесих полётов шагнули далеко вперёд. Это радует. К сожалению сама космонавтика уже не движется семимильными шагами, но наверно на это есть веские причины. Буду ждать новых версий Орбитера, сталкивать планеты в Universe Sandbox 2, ну и бродить по просторам Space Engine. Конечо есть и другие программы, но они уж слишком игровые. В Space Engine хоть свой космический корабль можно собрать ... :)

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить