GreyWind (1greywind) wrote,
GreyWind
1greywind

Categories:

Как мы "летали" на Луну на Летней космической школе 2018

Рождение идеи



Весной 2018-го года в чате участников Летней Космической Школы (ЛКШ) обсуждался вопрос: какой проект взять для очередной школы? ЛКШ выросла из курсов по космонавтике для непрофильных инженеров и интересующихся гуманитариев, которые проводил Александр Шаенко в 13-14 году. В 2015-ом году прошла первая Летняя Космическая школа и с тех пор превратилась в ежегодное мероприятие. ЛКШ - это технический хакатон, посвященный проблемам космонавтики и смежных областей. Главная идея - на каждой школе должна решаться реальная практическая задача. Длительность школы ограничена одной неделей. В этот раз главным проектом школы решили сделать проработку интерфейса для системы бронирования мест на ракетах-носителях для попутных запусков малых космических аппаратов. А в качестве второго проекта мы (я - Сергей Лемещенко и Павел Иванов) предложили провести на школе симуляцию полета на Луну - чтобы дополнить инженерный проект на школе опытом в собственно космонавтике: лекциями по орбитальной механике, практике пилотирования и стыковки и т.д.



Первый вариант


Изначально мы думали просто повторить план полета Сатурн-Аполло (и даже сделали ролик-анонс). Но достаточно быстро поняли, что если мы делаем симуляцию, то никто нас не ограничивает повторением того, что было. Можно взять старые советские нереализованные планы полета к Луне (Н1-Л3) или даже УР-700-ЛК-700.

Новый план полета: летим на Федерации к LOP-G!


Но тут как раз подоспели очередные новости о переговорах об участии Роскосмоса в американском проекте окололунной станции, в очередной раз сменившей название на Lunar Orbital Platform: Gateway (LOP-G), и мы решили взять и сделать свой собственный план полета, который еще никто не предлагал, который, вполне возможно, будет реализован в реальности. Мы взяли за основу четырехпусковый план полета к Луне, который Роскосмос обнародовал на МАКС-2015. Учли то, что с 2016-го года стало понятно, что двух стартовых столов для Ангары А5В не будет и запуск КК Федерации переехал на Байконур на новую ракету-носитель Союз-5.

Проблемы с KSP 1.4


В ходе подготовки пришлось отказаться от многопользовательского режима (мы рассчитывали, что у каждого пилота будет своя рабочая станция и зрители смогут наблюдать за симуляцией, подключившись в режиме обсервера). Как оказалось, выбранная нами схема запуска с разных космодромов (с использованием мода KSC-Switcher) вызывала в мультиплеерном моде Luna Multiplayer конфликты, которые мы так и не смогли разрешить. Так же под 1.4 не было стабильной версии Real Solar System и Realism Overhaul, которые жизненно необходимы для симуляции. Простой перекомпиляции модов под новую версию KSP оказалось недостаточно.

А как нам всему этому научить?


Также быстро стало понятно, что объем информации, которую нужно будет передать участникам симуляции, очень большой и мы сделали вики-сайт для хранения и систематизации информации. Там же разместили план полета, подробное описание, тестовые задания и инструкции с чеклистами.

Тесты, тесты, тесты


Мы сильно недооценили объем работы, которые требовался для того, чтобы отладить все этапы симуляции. При обычной игре в KSP вы всегда полагаетесь на то, что можно сохраниться, загрузить сейв, если что-то пошло не так. Или можно прервать миссию и начать, сначала внеся коррективы. В симуляции, во-первых, исполнитель не вы (автор), а неизвестные люди; во-вторых, вы не можете рассчитывать, что исполнители знают, что собственно нужно делать - они полагаются на инструкции, которые вы должна были заготовить или на исполнение скриптов, которые вы должны были написать. Так что приходилось повторять и повторять всю последовательность действий: вывод Федерации на орбиту - 9 минут, вывод КВТК на орбиту - 15 минут, расчет маневра для стыковки и его выполнение - 15 минут, стыковка - 15-20 минут и т.д. и т.п. - если наш первый "финальный" прогон симуляции занял 5 часов и мы даже не сели на Луну, то в итоге удавалось уложиться в 3-4 часа чистого времени. Много времени заняло определение оптимального времени старта и параметров опорных орбит для Федерации и КВТК - к сожалению, рассчитать это теоретически у нас не получилось и приходилось искать подходящую комбинацию подбором (и, честно говоря, удобное время старта я нашел уже на ЛКШ - за день до собственно симуляции).

На ЛКШ


Летняя космическая школа 2018 проходила на турбазе Мечта, в деревне Григорчиково в ближнем Подмосковье. Условия там были более чем спартанские: небольшие деревянные домики, разбросанные по территории. Для расположения "космического корабля" симуляции взяли домик с тремя маленькими помещениями - в одном стоял компьютер симуляции, одно было "шлюзом", третье - "бытовым отсеком", где можно было отдохнуть. Там же проводили обучение пилотированию:


По расписанию школы на нашу симуляцию выделялось два дня - пятница и суббота. Но нам удалось начать обучение пилотированию раньше - где-то со второго дня школы (вторника). В пятницу прочитали подготовительные лекции - я про орбитальную механику и наш комплекс симуляции, а Александр Хохлов (alien3) - про работу ЦУПа. После лекций провели тестирование из 30 вопросов с тремя вариантами ответа на каждый.



Тестирование позволило определить, кому подходит какая роль в ЦУПе или в экипаже симуляции. В итоге в команду ЦУПа вошло 10 человек, а в основной и дублирующий экипажи - по три (фото и имена участников в нашем отчете).

Для лучшего погружения в процесс, мы сделали для участников значки для каждой роли:


и футболки двух видов (черная и белая) с логотипом ЛКШ и симуляции:


Полет


Начало симуляции изначально планировалось на субботу 21 июля на 10-11 часов утра (удачно совпало, что это была 49-я годовщина высадки на лунную поверхность в ходе экспедиции Аполлона 11). Но на школу приехал космонавт Сергей Кудь-Сверчков и встреча с ним затянулась на три с половиной часа вместо одного запланированного. Потом был обед и только где-то в четыре часа начали готовиться к началу.

Проводили "космонавтов":


И со всеми проволочками симуляцию начали только в 16:42 (см. первую запись в журнале симуляции):

В ролике самое начало симуляции: запуск КК Федерация с космодрома Байконур. Видно место расположения ЦУПа и (в последней трети ролика) домик-"космический корабль". Слышно доклады экипажа по рации. Вообще использование для связи одноканальных раций, с тангентой и характерным звуком вызова, добавили в симуляцию очень сильную атмосферу. Мы совершенно не ожидали такого эффекта и были приятно удивлены тем, как радиосвязь способствовала эффекту погружения.

Первый этап полета - запуск Федерации с Байконура, запуск КВТК с Восточного, рандеву и стыковка на орбите Земли, планирование отлета к Луне и два маневра отлета - заняли четыре часа. Вот видео стыковки с КВТК:


Затем был перерыв на ужин ("космонавтам" ужин послали на "корабле снабжения", который они приняли через "шлюз" домика-корабля). И "пресс-конференция" экипажа, которую мы транслировали из домика-корабля на ютуб, а вопросы с "Земли" передавали по рации. В результате возникла заметная задержка (от 5-10 секунд в начале, до минуты ближе к концу 20ти минутной конференции):

Кстати "заяц", болтающийся сверху кадра - это индикатор невесомости.

В это время уже стемнело, но ночь выдалась не очень холодная. Вот ЦУП работает в темноте:


Второй этап полета - перелет к Луне, рандеву с окололунной станцией LOP-G, "переход" двух членов экипажа в лунный корабль Антарес и посадка на поверхность Луны - заняли четыре часа. Касание "лунной поверхности" произошло в 02:40. В это время возникла экспромт-идея дать "космонавтам" какое-то смешное задание, которое они должны будут выполнить в ходе выхода "на лунную поверхность". Быстро сочинили задачу - собрать с помощью "манипуляторов" (веника и совка) "образцы лунного грунта" (разбросанные салфетки) и сложить их в "красный контейнер" (т.е. ведро). Выслушав это задание, переданное по рации гнусавым голосом "профессора Лебединского" (нет, не этого), экипаж думал пару минут, потом передал по рации лаконичное "повторите". ЦУП повторил (тем же гнусавым голосом). Как потом рассказали ребята, их первой реакцией (напомню, это уже 8 часов "полета"), было послать ЦУП куда подальше, но они сдержались и подыграли: одели скафандры (зеленые дождевики), взяли "оборудование", заготовили речь. В это время мы расставили по периметру "лунной поверхности" светодиодные панели, чтобы ее осветить и создать хорошие условия для записи видео:


Под тему из Одиссеии 2001 года слова "одной ногой на Землей, другой ногой на Луне! Мы пришли, чтобы остаться!" звучали очень трогательно. Далее следует установка "флага" - баннера сообщества "Твой сектор космоса".

А это завершение выхода, под Space Oddity (и хоть мы и не репетировали, но последние аккорды песни совпали с закрытием "шлюза"):

"Прощай Луна! Мы еще вернемся!"

Третий этап полета - взлет с Луны, стыковка с окололунной станцией, возвращение на Землю -занял еще два часа. Хотя мы не закладывали в симуляцию отказов техники или спланированных аварий, работы программы взлета с Луны оказалась нештатной и пилоту лунного модуля пришлось принимать управление на себя и вручную выходить на орбиту. Это был очень драматичный момент: сидеть в ЦУПе и слушать доклады экипажа по рации "перицентр -200 км, перицентр -150, перицентр 20 км). К счастью, мы заложили везде очень большие резервы топлива, и экипаж благополучно добрался на взлетной ступени Антареса до LOP-G (после стыковки у них осталось топлива на изменение скорости в 150 м/c - не пустые баки, но мало). Это было в 4:30 утра. Расчет маневра для возвращения на Землю занял минут 15. И тут начала сказывать усталость, ведь прошло уже 12 часов с начала симуляции. По команде начать отстыковку, экипаж отстыковал от станции не Федерацию, а Антарес :). Затем оказалось, что мы допустили ошибку в инструкциях к симуляции - после стыковки со станцией, экипаж переходил в Федерацию и ждал там момента отлета к Земле. Как оказалось, во время ожидания аватары экипажа в симуляции потребляли ресурсы СЖО (кислород, еду, воду) только из Федерации и ухитрились частично погибнуть от голода и удушья, несмотря на то, что на станции запасов СЖО было более чем достаточно. В итоге мы решили считать симуляцию успешно завершенной (хотя формально посадка на Землю не произошла). Было это в 5:00 утра воскресенья 22 июля. Вот видео с экспресс пресс-конференцией экипажа сразу после этого:



Надо отдать должное всем участникам: никто не пошел спать, до конца держался даже экипаж дублеров. 12 часов полета (хотя и с перерывом на ужин), это было не просто. После короткого сна (где-то до 9-ти часов) и завтрака мы провели полноценную пресс-конференцию, где все участники симуляции рассказали о своем опыте и впечатлениях:



Результаты


Главный результат: у нас все получилось! Обучить одних людей пилотировать пусть и виртуальный, но космический корабль, выполнять на нем стыковку, посадку и взлет, а других - планировать маневры с помощью специального программного обеспечения и управлять таким образом космическим полетом. Наши усилия по организации связи, управления симуляцией, разработке инструкций, техники и плана полета - все оказалось не напрасно.

Не обошлось, конечно, без накладок - так, организация локальной сети для симуляции по Wi-Fi приводила к постоянным сбоям и перерывам в работе (роутер оказался слабоват, а расстояние между ЦУПом и "кораблем" - довольно большим). Также группа ресурсов в ЦУПе оказалась недозагруженной задачами и откровенно скучала.

Мы не бросаем работу над улучшением симуляции и собираемся провести ее еще несколько раз на разных площадках (этой осенью в Симферополе на базе СОЛА и в Казани, на базе "Космических разведчиков").


Мы сделали подробный отчет о том, как проходила симуляция на Летней космической школе 2018 и вы можете с ним ознакомиться. Я же закончу парой отзывов участников симуляции:


Впервые я смог почувствовать на практике, в общих чертах, в чём заключается работа космонавта. Что такое в условиях ограниченной возможности связи, накапливающейся усталости принимать решения, от которых зависит успех полёта или человеческая жизнь.
Александр Шаенко (пилот орбитального корабля)



Перед началом симуляции у нас были лекции и тренировочные задания, но до самого начала процесса было лишь смутное представление о том, как это всё будет проходить. Предварительно было решено, что в симуляции не будет отказов техники (например, «Федерации» или КВТК), но оказалось, что сбои компьютера экипажа и проблемы с локальной сетью создают не меньшее психологическое напряжение, чем при условных нештатных ситуациях. В совокупности с небольшими ошибками ЦУПа и экипажа это держало всех в тонусе до самого завершения симуляции. А в условиях длительной непрерывной работы, включая ночное время, все участники получили незабываемый личностный и командный тренинг. Это не говоря уже о том, что для большинства это было первое в жизни столь глубокое погружение в работу экипажа космического корабля и Центра управления полётом.
Александр Хохлов (руководитель полета)


И вот этим атмосферным роликом, который сделал Алексей Петров (в симуляции был баллистиком в ЦУПе):
Tags: космос
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 2 comments