Виртуальный учебный комплекс «Интерактивная демонстрация исторических миссий и запусков, а также перспективных проектов космических миссий»

Виртуальный учебный комплекс «Интерактивная демонстрация исторических миссий и перспективных космических программ»

Интерактивный программно-аппаратный комплекс представляет собой передовую цифровую 3D-платформу, созданную для детальной реконструкции знаковых исторических космических экспедиций отечественной космонавтики и наглядного моделирования перспективных лунных и орбитальных проектов РФ. Комплекс ориентирован на профильные учебные заведения СПО и ВО (направления подготовки «Авиационная и ракетно-космическая техника», «Двигатели летательных аппаратов», «Проектирование и эксплуатация ракетно-космических комплексов»), аэрокосмические классы, детские технопарки, музеи космонавтики и профориентационные центры предприятий ГК «Роскосмос». Программная среда решает задачу эффективной популяризации инженерных специальностей, вовлечения абитуриентов в космическую отрасль и служит высокоточным мультимедийным пособием по дисциплинам «Устройство летательных аппаратов», «Конструкция двигателей ЛА» и «Стартовые комплексы и сооружения».

Содержание интерактивных сценариев и модулей миссий

В состав комплекса интегрированы детализированные параметрические 3D-модели космических аппаратов, стартовых сооружений и планетарных панорам с возможностью сквозного воспроизведения всего жизненного цикла миссии — от предстартовой подготовки на космодроме до работы на орбите и посадки на поверхность небесного тела:

• Советская пилотируемая лунная экспедиция (программа Н1-Л3):
  • компоновка сверхтяжелой ракеты-носителя Н-1 (блоки «А», «Б», «В», «Г», «Д»), устройство многодвигательного кольца блока «А» (30 двигателей НК-33/НК-15);
  • структура лунного экспедиционного комплекса: лунный орбитальный корабль (ЛОК) и лунный посадочный корабль (ЛК);
  • поэтапная анимация миссии: выведение на опорную орбиту, отлетная траектория к Луне, торможение, разделение кораблей, мягкая посадка ЛК на рельеф спутника, выход космонавта и старт с Луны взлетной ступени;
  • архивные снимки лунной поверхности и исторические панорамы советских автоматических станций «Луна-9», «Луна-13», «Луна-16» и «Луноход-1/2»;
• Перспективная лунная программа Российской Федерации:
  • автоматические исследовательские посадочные станции нового поколения (серия аппаратов «Луна-Глоб» / «Луна-Ресурс»);
  • цифровые высокоточные карты Южного полюса Луны на основе актуальных данных спутниковой альтиметрии;
  • динамика баллистического перелета, выравнивание вектора скорости, посадочный маневр на неосвещенные приполярные участки, отбор криогенных образцов реголита грунтозаборным устройством и развертывание научной аппаратуры;
• Конструкция и запуск перспективного транспортного корабля нового поколения ПТК / ППТС («Орел» / «Федерация»):
  • архитектура возвращаемого аппарата (ВА) из композитных сплавов и двигательного отсека;
  • устройство многоразовой теплозащиты, интерьер кабины экипажа с трансформируемыми креслами и многофункциональными дисплеями;
  • система аварийного спасения (САС) башенного типа, логика ее разделения при нештатной ситуации на стартовом столе;
  • циклограмма запуска корабля, маневры дальнего сближения на околоземной орбите, сход с орбиты, парашютно-реактивная посадка с пороховыми двигателями мягкого касания;
• Модульное семейство ракет-носителей «Ангара»:
  • универсальные ракетные модули УРМ-1 и УРМ-2, жидкостный ракетный двигатель замкнутого цикла РД-191 на экологически безопасных компонентах (кислород-керосин);
  • демонстрация легкой («Ангара-1.2») и тяжелой («Ангара-А5») компоновок, разгонный блок «Персей» / КВТК;
  • 3D-модель современного универсального стартового комплекса на космодромах «Плесецк» и «Восточный» (пусковой стол, кабель-заправочные мачты, транспортно-установочные агрегаты);
• Перспективная ракета-носитель среднего класса «Союз-5» («Иртыш»):
  • конструкция первой ступени с самым мощным в мире жидкостным двигателем РД-171МВ («царь-двигатель»), особенности его четырехкамерной компоновки;
  • вторая ступень с РД-0124МС, пространственная ферменная развязка, механизм сухой стыковки ступеней;
  • сценарий модернизации пусковой площадки ракетного комплекса «Байтерек» на космодроме Байконур;
• Ракета-носитель легкого класса «Союз-2.1в»:
  • одноблочная схема без применения боковых ускорителей, установка двигателя НК-33А (14Д15) с рулевым агрегатом РД-0110Р;
  • вторая ступень на базе блока «И», особенности динамики старта и интеграции полезной нагрузки со специализированными адаптерами.

Функциональные возможности и образовательные режимы

Программная платформа объединяет лекционный демонстрационный потенциал и среду для самостоятельных исследовательских практик:

• Свободный орбитальный осмотр и режим экспликации узлов: панорамный обзор 3D-моделей на 360°, плавное масштабирование, сечение корпусных конструкций, активация режима «рентгена» для просмотра прокладки трубопроводов, криогенных магистралей и кабельных стволов с выводом тактико-технических характеристик (ТТХ);
• Интерактивное воспроизведение циклограммы миссий:
  • пошаговое управление временной шкалой: возможность замедления, ускорения, остановки и перемотки этапов полета;
  • переключение точек обзора: камеры стартового стола, бортовые камеры носителя, вид из иллюминатора космического корабля, космические ракурсы со спутниковых орбит;
  • динамическая телеметрия: визуализация параметров высоты, скорости, пространственного угла тангажа, перегрузок и фаз выработки топлива;
• Интеграция с реальными медиаархивами: встроенные картографические подложки с высоким разрешением, сферические панорамы высадки лунных аппаратов и галереи архивных фото- и видеоматериалов пусков;
• Модуль тестирования и аттестации: встроенный банк проверочных заданий на знание последовательности циклограммы пуска, идентификацию ракетных двигателей и сопоставление типов аппаратов с решаемыми научными задачами.

Внедрение комплекса кардинально повышает качество профильного преподавания и вовлеченность молодежи:

• решает проблему наглядной демонстрации гигантских и труднодоступных стартовых комплексов и уникальных перспективных космических аппаратов;
• служит современным инструментом профориентации для привлечения одаренных абитуриентов в инженерные вузы и техникумы космической отрасли;
• позволяет гибко чередовать демонстрацию материала преподавателем на широком аудиторном экране с индивидуальной работой студентов за персональными компьютерами.

Формат поставки и системные требования

Программное обеспечение поставляется в виде локального дистрибутива с бессрочной лицензией на рабочие станции или учебный класс. Комплекс полностью совместим с операционными системами семейств Windows (10/11) и российскими дистрибутивами на базе ядра Linux (Astra Linux, РЕД ОС, Альт Линукс). Программа поддерживает управление с помощью стандартных манипуляторов (мышь, клавиатура), сенсорных экранов интерактивных панелей и видеостен высокого разрешения (Full HD, 4K), а также опционально адаптирована для воспроизведения в шлемах виртуальной реальности (VR).