🏦 🆙 👐🏽 हम मंगल ग्रह पर एक होनहार रूसी जहाज उतार रहे हैं 🐒 🚶 🤔

इस साल मार्च में, उच्च प्रौद्योगिकियों के सप्ताह के ढांचे के भीतर, रुस विश्वविद्यालय में एक आभासी अभियान "मंगल पर लैंडिंग" आयोजित किया गया था। वास्तव में, यह एक ओलंपियाड की तरह था - एक विशेष कार्यक्रम में स्कूली बच्चों की टीमों ने डिवाइस के लिए प्रारंभिक पैरामीटर सेट किया, जो मंगल पर एक नरम लैंडिंग बनाने वाला था:

जब मैंने इस समाचार को सुना, तो मैं उत्सुक था कि किस कार्यक्रम का उपयोग किया गया था - मैं लंबे समय से अद्भुत अंतरिक्ष सिम्युलेटर ऑर्बिटर के बारे में बात कर रहा हूं, जिसके साथ आप एक चंचल तरीके से खगोल विज्ञान और अंतरिक्ष यात्रियों का अध्ययन कर सकते हैं, और मैं एक खेल / प्रतियोगिता के साथ प्रशिक्षण को जोड़ने वाले समान कार्यक्रमों में भी दिलचस्पी रखता हूं। । वास्तव में यह उम्मीद नहीं है कि मैं सीधे कार्यक्रम देखूंगा, मैंने तुरंत सोचा कि मैं ऑर्किटर डाउनलोड करने के लिए स्वतंत्र और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध समान स्थिति का अनुकरण कैसे कर सकता हूं। कार्य आसान नहीं लग रहा था - आपको एक उपकरण का चयन करने की आवश्यकता है जिसे लाल ग्रह पर लगाया जा सकता है, इसके आंदोलन के आवश्यक कक्षीय मापदंडों को बनाते हैं और निर्धारित करते हैं कि हम किन मापदंडों को नियंत्रित करेंगे।

समस्या का निरूपण

कार्यक्रम कैसे काम करता है, इसकी जानकारी खुले स्रोतों से प्राप्त की जा सकती है। रोस्कोसमोस के टीवी कार्यक्रम में, इसका इंटरफ़ेस काफी स्पष्ट रूप से दिखाई देता है:

और मॉस्को में स्कूल नंबर 2123 की वेबसाइट पर इस तरह की घटना पर समस्या बयान की तस्वीर के साथ एक रिपोर्ट है । फोटो बहुत नहीं है, लेकिन सौभाग्य से, पाठ पढ़ा जा सकता है:

अंतरिक्ष यान 6 किमी / सेकंड की प्रारंभिक गति के साथ मंगल के वातावरण में प्रवेश करता है। वायुमंडल की सशर्त सीमा 100 किमी है।
नियंत्रण के लिए दो पैरामीटर उपलब्ध हैं - वायुगतिकीय गुणवत्ता और वायुमंडल में प्रवेश का पथ कोण।
कार्य: डिवाइस को वायुमंडल में ब्रेक करने के लिए ताकि लैंडिंग के अंतिम चरण में पैराशूट खोलते समय, इसकी गति कम से कम हो।

एक छोटा सा प्रारंभिक शैक्षिक कार्यक्रम

प्रक्षेपवक्र कोण अंतरिक्ष यान के वेग वेक्टर और ग्रह के स्थानीय क्षितिज के बीच का कोण है। प्रक्षेपवक्र कोण जितना छोटा होगा, उतना ही अधिक खोखला उपकरण वायुमंडल में प्रवेश करेगा। 0 ° के प्रक्षेपवक्र कोण पर, उपकरण एक गोलाकार कक्षा में है, और 90 ° पर यह ग्रह पर लंबवत पड़ता है।
वायुगतिकीय गुणवत्ता एक विमान के वायुगतिकीय खींचें के लिए लिफ्ट का अनुपात है। सरल शब्दों में, यदि इंजन के साथ एक विमान 10 किमी की दूरी पर उड़ान भरता है, जबकि 5 से कम हो जाता है, तो इसकी वायुगतिकीय गुणवत्ता दो के बराबर होगी। पक्षियों में, यह आमतौर पर 10 के क्षेत्र में होता है, वर्ग के आधार पर पैराग्लाइडर, 7-10 की एक वायुगतिकीय गुणवत्ता, हैंग ग्लाइडर - 17-20 हो सकते हैं, और शांत हवा में सबसे अच्छा ग्लाइडर खो जाने वाले प्रत्येक किलोमीटर की ऊंचाई पर 50 किमी से अधिक उड़ान भर सकता है।
वायुगतिकीय गुणवत्ता एक जटिल पैरामीटर है, उदाहरण के लिए, यह डिवाइस के हमले के कोण पर निर्भर करता है: हमले का

कोण : डिवाइस की गति और इसकी विशेष रूप से चयनित धुरी की दिशा के बीच का कोण। अगर हम विंग के हमले के कोण के बारे में बात कर रहे हैं, तो यह अक्ष इसका राग होगा , और अंतरिक्ष यान के हमारे मामले के लिए यह इसका निर्माण अक्ष होगा।

डिवाइस का चयन

लैंडिंग के लिए सबसे मुश्किल उपकरण की पसंद थी। ऑर्बिटर के लिए उत्साही लोगों ने बड़ी संख्या में ऐड-ऑन बनाए, लेकिन उन्होंने आमतौर पर वायुगतिकी निर्धारित की थी, और उन्हें कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों में डिवाइस के मापदंडों को बदलकर वायुगतिकीय गुणवत्ता को समायोजित करना होगा। वे आमतौर पर खुले रूप में संग्रहीत होते हैं, लेकिन उन्हें मैन्युअल रूप से संपादित करना असुविधाजनक है, और एक लोकप्रिय विज्ञान प्रकाशन को लगातार कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों को संपादित करने का प्रस्ताव लिखना, यहां तक कि गीक्स के लिए भी ओवरकिल है। क्या जरूरत थी किसी तरह से मक्खी पर डिवाइस की वायुगतिकीय गुणवत्ता को बदलने के लिए। सौभाग्य से, ऐसी विधि पाई गई थी। ऑर्बिटर में एक एलेवेटर ट्रिमर होता है जो एविएशन में ट्रिमर के समान काम करता है, डिवाइस को अपने दम पर बढ़ाने या कम करने के लिए मजबूर करता है। ट्रिमर को नियंत्रित करने के लिए, आपको कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों में जाने की आवश्यकता नहीं है, और उसी स्क्रिप्ट को लोड करके, आप डिवाइस को वांछित वायुगतिकीय गुणवत्ता के साथ प्राप्त कर सकते हैं।
अगली स्पष्ट आवश्यकता अंतरिक्ष यान के नरम लैंडिंग की संभावना थी। इस तथ्य को धीमा करने की कोशिश की जा रही है कि समापन में अभी भी सतह पर दुर्घटना रहित होगा।
कई प्रयोगों के बाद, मैं एक ऐसा तंत्र खोजने में कामयाब रहा जिसमें एक समायोज्य ट्रिमर और एक नरम लैंडिंग सिस्टम है। अचानक, यह एक आशाजनक रूसी जहाज पीटीके एनपी निकला। एक ओर, यह अवास्तविक है - इस जहाज को कभी भी मंगल ग्रह पर उतरने के लिए नहीं बनाया गया था, लेकिन इसके अलावा, दो महत्वपूर्ण मापदंडों के लिए उपयुक्त होने के कारण, जिज्ञासु फायदे थे। पैराशूट के मैनुअल रिलीज से अधिक या कम लचीले नियंत्रण की अनुमति मिलती है, और नरम लैंडिंग सिस्टम के इंजन का उपयोग उड़ान के आखिरी मीटर पर ब्रेक लगाने और यथार्थवादी लैंडिंग करने के लिए किया जा सकता है, पृथ्वी के वायुमंडल के लिए डिज़ाइन किए गए पैराशूट की कमजोरी के बावजूद।

वांछित कक्षा का गठन

ऑर्बिटर में एक अंतर्निहित स्क्रिप्ट एडिटर है, जिसे Ctrl-F4 दबाकर कहा जाता है :

डिवाइस को मंगल की कक्षा में लाने के कई तरीके हैं। आप मंगल ग्रह की कक्षा में किसी भी उपकरण के साथ एक स्क्रिप्ट खोल सकते हैं, अगर आपके पास एक है। आप एक नया अंतरिक्ष यान बना सकते हैं या किसी मौजूदा मंगल ग्रह को स्थानांतरित कर सकते हैं। मेरे पास पहले से ही एक स्क्रिप्ट थी, सबसे आसान तरीका:

स्क्रिप्ट संपादक आपको कक्षा के सभी तत्वों को समायोजित करने की अनुमति देता है, लेकिन उन्हें केवल मैन्युअल रूप से संपादित करके सही कक्षा प्राप्त करना बहुत मुश्किल है। हम बहुत सरल तरीके से जाएंगे। शुरू करने के लिए, हम डिवाइस को मंगल के भूमध्य रेखा के ऊपर एक गोलाकार कक्षा में स्थानांतरित करेंगे। तथ्य यह है कि कक्षा गोलाकार है इसका अर्थ है कि इसकी विलक्षणता शून्य होगी, और इसके लिए भूमध्य रेखा के ऊपर से गुजरने के लिए, कक्षा का झुकाव शून्य होना चाहिए। हमने 150 किमी के क्षेत्र में कक्षा की ऊंचाई निर्धारित की है, अर्ध-प्रमुख अक्ष पैरामीटर को समायोजित करते हुए:

यह निकला:

हम कक्षा में बहुत अच्छी जगह पर हैं - हमने हाल ही में टर्मिनेटर लाइन को पार किया है। यदि हम इस बिंदु के चारों ओर वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, तो हमारे पास दिन में रोशनी में आसानी से धीमा होने के लिए एक पूरा रोशनी वाला गोलार्ध होगा।
अगला कार्य 6 किमी / सेकंड के क्षेत्र में गति प्राप्त करना है। ऐसा करने के लिए, हम तेजी लाने के लिए शुरू करते हैं:

त्वरण में समय लगता है, हम पेरीसेन्ट के आसपास के क्षेत्र को छोड़ देते हैं। इसलिए, संपादक में, हम समय को उस बिंदु पर वापस लाते हैं जहां पेरीकेटर पर लगभग एक मिनट रहता है, और त्वरण को दोहराते हैं। हम संपादक से पेरीसेंटर क्षेत्र में स्थानांतरित करके गति की जांच करते हैं - 6 किमी / एस, जैसा कि हम चाहते थे:

और अब हम दो घंटे पहले समय में चलते हैं ताकि हम कक्षा के मापदंडों को अधिक कुशलता से बदल सकें:

यही है, समस्या हल हो गई है। स्क्रिप्ट को सहेजें।

तंत्र के आवश्यक वायुगतिकीय गुणों का गठन

हमारा अगला कार्य पीटीके एनपी के मापदंडों को बदलना है ताकि मूल कार्यक्रम के लिए इसकी वायुगतिकीय गुणवत्ता एक सीमा (0-1.2) में विनियमित हो। ऐसा करने के लिए, आपको एडऑन की कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों में चढ़ना होगा। Addon PTK NP को अन्य addon - spacecraft3.dll की आवश्यकता है। यह वायुगतिकी और अन्य विशेषताओं के साथ जटिल उपकरणों के अपेक्षाकृत सरल निर्माण के लिए एक काफी उन्नत संकेतन है। सौभाग्य से, समुदाय में ट्यूटोरियल हैं।। हम उन्हें पढ़ते हैं और समझते हैं कि हमें वायुगतिकीय गुणवत्ता को बदलने के लिए कुछ सरल तरीके की आवश्यकता है। एक विकल्प डिवाइस के वजन को बदलने की कोशिश करना है। सिद्धांत रूप में, द्रव्यमान में बदलाव से शरीर पर काम करने वाली शक्तियों को बदलना चाहिए, और, उदाहरण के लिए, यदि हम अपने जहाज को आसान बनाते हैं, तो कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल में स्थापित छोटे पंखों को उठाने में आसानी होगी। हम द्रव्यमान को बदलते हैं, हम जांचते हैं - यह काम नहीं करता है।
दूसरा विचार ट्रिमर के नियंत्रण प्रभाव को बढ़ाना है। तथ्य यह है कि जहाज के मॉडल में छोटे अदृश्य ट्रिमर हैं। उनके आस-पास का वातावरण एक बल बनाता है जो जहाज को विक्षेपित करता है, इसे हमले के गैर-शून्य कोण पर लाता है। यदि हम उनके क्षेत्र में वृद्धि करते हैं, तो जहाज की रक्षा करने वाले बल में वृद्धि होगी। हम जाँच:

हम लिफ्ट कैसे मापेंगे? एक अच्छा ऐड-ऑन एरोब्रेक एमएफडी है, जो मक्खी पर वायुगतिकीय गुणवत्ता पर विचार करता है, लेकिन परेशानी यह है कि यह अंतरिक्ष यान3.dll का उपयोग करके बनाए गए उपकरणों के साथ काम नहीं करता है। इसे दूसरे तरीके से मापना होगा। ऐसा करने के लिए, हम PTK NP ऐडऑन से तैयार परिदृश्य "लैंडिंग" का उपयोग करेंगे और Ctrl-F9 :

D (ड्रैग) - एयरोडायनामिक ड्रैग का उपयोग करके डिवाइस पर काम करने वाली शक्तियों को देखेंगे ।
जी (गुरुत्वाकर्षण) - गुरुत्वाकर्षण।
एफ (बल) - परिणामी।

फिर से, कोई भाग्य नहीं - उठाने बल सीधे नहीं दिखाया गया है। लेकिन हम इसे अप्रत्यक्ष रूप से निर्धारित कर सकते हैं, क्योंकि परिणामी शरीर पर कार्य करने वाली सभी शक्तियों का योग है। समस्या को सरल बनाने के लिए, हम उठाने वाले बल को मापते हैं जब परिणामी और वायुगतिकीय ड्रैग के वैक्टर संयोग करते हैं:

यह एक साधारण ज्यामितीय समस्या को दर्शाता है:

पाइथोगोरियन सूत्र के अनुसार उठाने वाला बल sqr (40 * 40 + 83 * 83) = 95 के बराबर होगा। 95/73 = 1.3 का मतलब है कि हमने एक उपयुक्त ट्रिमर क्षेत्र चुना है।

उपकरण को स्क्रिप्ट में बदलना

खैर, यहाँ यह आसान है। परिदृश्यों के अनुरूप, जहां पीटीके एनपी है, हम उस स्क्रिप्ट को खोलते हैं जिसे हमने सही कक्षा के साथ सहेजा है और डेल्टा-ग्लाइडर को पीटीके एनपी में बदल दिया है, उसी समय हम ईंधन को एक पूर्ण टैंक में फिर से भर देंगे:

यह सब है, हम ट्रेन के लिए तैयार हैं।

खेल

खेल के लिए हमें चाहिए:

ऑर्बिटर ही
एडऑन पीटीके एनपी
Spacecraft3.dll पैच के साथ addon
परिदृश्य पीटीके एनपी, लैंडिंग के लिए तैयार
मैन्युअल रूप से ELEVATOR_TRIM_AREA = 2 को PTVNNP_SA.ini फ़ाइल में ELEVATOR_TRIM_AREA = 6 के पैरामीटर को ठीक करें

परिदृश्य में, हम पेरीसेन्ट की ऊंचाई को बदलकर प्रक्षेपवक्र कोण को नियंत्रित करते हैं। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका है कि जहाज को "बाईं ओर" कक्षीय वेग वेक्टर के सापेक्ष चालू करें और क्रूज़िंग इंजन के साथ एक आवेग दें:

दुर्भाग्य से, ऑर्बिटर के पास सीधे प्रक्षेपवक्र कोण को मापने के लिए कोई साधन नहीं है। इसके बजाय, मैं पेरीसेन्ट ऊंचाई पैरामीटर पर ध्यान देने का प्रस्ताव करता हूं। यह जितना छोटा होता है, वायुमंडलीय प्रविष्टि उतनी ही अधिक होती है: वायुमंडल में प्रवेश

करने से पहले, आपको K बटन के साथ केबल मस्तूल को शूट करना होगा और J बटन के साथ समग्र डिब्बे को रीसेट करना होगा :

सरलतम मामले में वायुमंडल की घनी परतों में ब्रेक लगाना ट्रिमर को वांछित कोण और निष्क्रिय अवलोकन के लिए सेट करके किया जाता है। लेकिन अगर आप चाहें, तो आप साँप को घुमाकर रोल को पैंतरेबाज़ी कर सकते हैं, और इस तरह ऊर्ध्वाधर गति को नियंत्रित कर सकते हैं। और आप ब्रेकिंग के दौरान पहले से ही वायुगतिकीय गुणवत्ता को बदल सकते हैं, ट्रिमर सेटिंग को बदल सकते हैं।

~ 5 किमी की ऊँचाई पर हम J बटन के साथ पैराशूट डिब्बे की हैच को रीसेट करते हैं और K बटन के साथ ब्रेक पैराशूट को खोलते हैं । फिर हम जे बटन के साथ हीट शील्ड को रीसेट करते हैं और जी बटन के साथ चेसिस जारी करते हैं । मुख्य पैराशूट के तीन गुंबद स्वतंत्र रूप से खुलेंगे जब गति स्वीकार्य हो जाएगी। 100-300 मीटर की ऊंचाई पर, अंक + बटन के साथ लैंडिंग इंजन चालू करेंऔर लैंडिंग से पहले गति को बुझा दें।

परिणामी सिम्युलेटर सभी संभावित त्रुटियों का अनुकरण करता है - आप उच्च ऊर्ध्वाधर गति के साथ मंगल पर एक जहाज को दुर्घटनाग्रस्त कर सकते हैं, वापस लौटने का मौका दिए बिना अंतरिक्ष में उड़ सकते हैं, या उच्च क्षैतिज गति से सतह पर पहुंच सकते हैं और निकट-शून्य ऊर्ध्वाधर गति के बावजूद जहाज को दुर्घटनाग्रस्त कर सकते हैं। लेकिन अभ्यास के साथ, आप निश्चित रूप से एक अच्छा समाधान पाएंगे। एक अच्छा लैंडिंग है!

उपसंहार

यह अजीब है, लेकिन स्रोत कार्यक्रम, अपेक्षाओं के विपरीत, मुझे मिला। कॉस्मोनॉट सर्गेई रेविन आईएसएस से स्कूली बच्चों की दूरदर्शिता के लिए ऊफ़ा आया और ऊफ़ा अंतरिक्ष विद्यालय का कार्यक्रम छोड़ दिया , और वहाँ से यह पहले ही मेरे पास आ गया। पैरामीटर कुछ हद तक प्रतिगामी हैं, और प्रक्षेपवक्र कोण ऐतिहासिक उपकरणों की तुलना में काफी बड़ा है, लेकिन यह उत्सुक है। मैं कार्यक्रम का लिंक नहीं दे सकता, मेरे पास प्रकाशित करने का कोई अधिकार नहीं है। ऑर्बिटर

टैग द्वारा श्रृंखला के अन्य प्रकाशन हैं , उन परिदृश्यों से जहां आप बस नियंत्रण को देखे बिना, जटिल उड़ानों तक देख सकते हैं।

हम मंगल ग्रह पर एक होनहार रूसी जहाज उतार रहे हैं