宇宙遊泳の物語

宇宙船の作成は興味深いです。 小惑星に着陸したり、金星の軌道に入ることができる自律システムをプログラムすることは興味深いです。 スペースは面白いです。

今週の週末（4月5日）、 リニューアルは宇宙飛行士に捧げられました 。 その前に、宇宙のテーマがあることに気づいたとき、私はガストリンが地球の周りを歴史的に飛行したボストーク-1船の3Dモデルを見つけることに決めました-子供へのデモンストレーションのために、3Dプリンターで印刷するためにこの船のモデルを見つけます。

しかし、驚いたことに、私は降下を見つけることができませんでした...

そして、それは、エカテリンブルクで1時間で宇宙船を作成し、モスクワの3Dプリンターで印刷し、10月のデジタルパフォーマンスで生徒と宇宙飛行士にモデルを提示し、その後で船のシミュレーターを作成する方法をもたらしました。スペースとそれを管理するのはこの物語です。

理論

宇宙飛行についての理論を思い出しましょう。 オブジェクトが宇宙を飛行するには、持ち上げるだけでは不十分です。 重力の作用により彼は引き戻されます；彼は惑星に相対的な宇宙速度を与えられなければなりません。

宇宙速度（最初のv1、2番目のv2、3番目のv3、4番目のv4）は、天体の表面から自由に移動する物体ができる最小速度です。

• v1（円速度）-天体の衛星になります（つまり、NTの周りの円軌道をゼロまたは表面に対して無視できる高さで回転します）。
• v2（放物線速度、暴走速度）-天体の重力による引力を克服し、無限に進みます。
• v3-星の魅力を克服し、星系を離れる。
• v4-銀河を離れます。

地球の場合、最初の宇宙速度v1 = 7.91 km / s。 （遠心力は、ニュートンの第2法則に由来する重力と釣り合わなければなりません）。 誰が気に、第二の空間速度-v2 = 11.2 km / s。

したがって、衛星が地球の軌道に入るために、それは革命を起こし、着陸する必要があります：

1.衛星を空気のない空間に持ち込む
2.最初の宇宙速度を与える
3.速度を落とす-地球への落下が発生するため

ボストークロケットの例を挙げると、それはロケット（1、2、3段）と衛星自体で構成されていました。

打ち上げ機

1、2-ステージが宇宙に打ち上げられました（最初のステージは分離された横4ブロックで、2番目のステージは中央ロケットです）。 3番目のステージ-衛星をクロックします。

衛星船

ヘッドフェアリングの下にある打上げ機の第3ステージを備えたボストーク宇宙船。

飛行パターン

衛星は、降下モジュール（宇宙飛行士がいた場所）と、「アプローチアプローチ」のためにブレーキをかけるブレーキシステムで構成されていました。 ブレーキシステム自体は高層大気で分離されました。 この後、降下モジュールはすでにパラシュートで制動されていました。



さて、アイデアはどのようにして生まれましたか。

アイデア

「スペース拡張」があることがわかったとき、私は3Dプリンター（宇宙飛行士と接続されたモデル）をVostok宇宙船で印刷するのは悪くないと思いました。

すでに述べたように、Vostok船のモデルをオープンアクセスですぐに見つけることができませんでした。 拡張の数日前に残されました。 しかし、あなたが何かをしたい場合はどうすればいいですか-自分でやる:)船の図面を見て、私は単純化された形でボール、コーン、シリンダーのプリミティブのセットであることに気付きました。

写真を印刷し、定規の助けを借りて、比率とサイズを測定しました。 これが「図面」です％）


正直に言って、私が図面を描いていたとき、私は衛星船が何で構成されているかを漠然と想像していましたが、モデルを作成するにつれて興味深い詳細を学びました。

モデル作成

モデルを作成するために、OpenSCADを使用しました（ これについてはかつて説明しました ）。

このシステムでは、openscad言語のコマンドを使用して3Dモデルが「プログラム」されます。

もう一度衛星写真を見ました-簡単に言えば、それは以下で構成されていることがわかります：

• 円錐台1（下）
• 円錐台2（ボールへの遷移）
• コーンの周りのボールの「ビーズ」2
• ビッグボール

「基盤」を作る

translate([0, 0, -25]) cylinder(25, d1=10, d2=56, $fn=10); 

ここでは、ベースの直径が10の高さ25の円柱と、上部56（円錐台）が描かれています。

しかし、以来 元の船のデザインには「花びら」があり、$ fn = 10を指定できます-このパラメーターは、円を描くために使用されるフラグメントの数を示します（OpenSCADではすべての表面は平面です）。 したがって、コーンは10個のサーフェスで構成されています。

そして、translateコマンドを使用して、図を下の平面に転送します（上に船をさらに描画します）。

球体への移行

 cylinder(23, d1=55, d2=30); 

高さ23の円柱、直径55のベース、直径30の上部ベースを単純に描画します。

球体

 translate([0, 0, 40]){ sphere(d=50); } 

直径のある球を描き、それを40上げます（Z軸）。

これは降下モジュールで、椅子に宇宙飛行士がいます。 ブレーキをかけると、球体がベースから外れます。

ビーズ
「ビーズ」はガスが入った容器で、生命維持システムの動作に役立ちます。

正確な数は知りませんでしたが、16がありました。

 r=20; for (a = [0:45/2:360-45/2]){ translate([cos(a)*r, sin(a)*r, 19.5]) { sphere(r=4, $fn=30); } } 

「ビーズ」を描画するには、サイクルを使用し、ジオメトリを記憶します。

回転角を22.5度（これは半分の45）にして、半径を取って、船の周りに「ボール」を配置できます。

変数r = 20を定義します-これは、球が位置する半径です。

回転角度を取得し、半径4の球を描きます。次に、回転角度と半径に応じたポイントに移動します。 座標は、角度のコサインとサインと半径の積で取得されます。 また、19.5まで移動します

OpenSCADのループは次のようになります。

 for ( = [_ :  : _]) 

したがって、ゼロから22.5度単位で進みます。

球体のフラグ$ fn = 30に注意してください。小さいほど、モデルのレンダリングが速くなります。

ハッチ

ハッチを描きます。 実際には、これはport窓ではなく、宇宙飛行士が打ち上げ時に宇宙船に進入するためのハッチであり、降下中に宇宙飛行士が（椅子で）放出を計画したハッチです。

球があった線（sphere（d = 50）;）の代わりに、次のようになります。

  difference(){ sphere(d=50); rotate(a=60, v=[1,0,0]){ translate([0, 0, 20]) cylinder(10, 12, 12); } } 

円柱を球から「引く」必要があります。 これを行うには、高さ10、半径12の円柱を描画します。次に、上に20上げます（半径25の球体の場合、円柱は球体の表面と交差します）。 その後、シリンダーをX軸を中心に60度回転させ、その後、差分減算コマンドを実行します。 このコマンドは、最初の図（球）、2番目の図（円柱）から減算します。

追加
次に、実際のハッチがモデルに追加されました（宇宙飛行士は地球を見ることができます）。また、クランプのスコープを保持しているもの、球体からモジュールへのコマンドケーブルの接続などを追加できます。 現時点では、これはもちろん非常に近似したバージョンです。

OpenSCADを試す場合：OpenSCADコマンドのヒント 。

モデル（STL + openscad）はthingiverseとgithubに投稿されています。 理論的には、このモデルはDIYコンストラクターのレベルに到達できます。

3D印刷

3Dプリンティング（ および前回 ）で、Moscow Haseysa Neuron（ 3Dプリンティングの研究所 ）のIvanが支援しました。 写真で-モデカを印刷した結果。

そしてボランティアのおかげで、3DモデルがProdlenkaに持ち込まれました。

延長

そして、4月5日の復活が来ました。 Digital Octoberの部屋は子供と親でいっぱいで、カメラはオンになっていて、見たい人全員にライブ放送があります。

プロドレンカがこの職業について興味深い話をしているプロジェクトを思い出させてください。 今回は宇宙飛行士の職業についてでした 。

お父さんが子供たちとほとんど同じくらい好きだったのは、驚くべき「更新」でした。 すべての男性には宇宙飛行士になることを夢見たソ連の少年が住んでいるからです。 一般的に、ロシアの宇宙飛行学について多くの興味深いことを話しました。 また、2020年に宇宙に飛ばない場合は、少なくともロケットを収集するか、フライトを計算するように、どこでどのように勉強するかについても学びます。

私たちのゲストは本当の宇宙飛行士アレクサンドル・イワノビッチ・ラズトキンでした-ロシア連邦のヒーローであるユニオンTM-25の飛行エンジニア（軌道上184日）。 彼はプロロンカを開いて、プロフェッション全体と彼の飛行についての話をしました。 次に、民間宇宙会社のDauria AerospaceのVitaly Egorovが、宇宙船に乗って一日を過ごすために知っておくべきことと行くべき場所について詳しく説明しました。

3番目のゲストは、アナスタシアステパノバ、宇宙ジャーナリスト、本「私はあなたに良いフライトを願っています...」の著者でした。 彼女は夢への願望と宇宙への旅について語った。

興味深い更新について：










Prodlenkaからのビデオ放送の録画はこちらで見ることができます 。

しかし、私たちのモデルに戻りましょう。 ボストーク衛星船の印刷された3Dモデルは次のとおりです。

• 最高の質問のために提示
• 宇宙飛行士アレクサンダー・ラズトキンに贈呈

シミュレーターV-REP

最近、ロボットシミュレーターであるV-REPについて説明しました 。 そして、地球上だけでなく宇宙でもシステムをシミュレートできるかどうか疑問に思っていました。

やってみることにしました。 そして、重力は問題なくそこでオフになり、エンジンは自由飛行をサポートすることが判明しました。

そして、私がやるべきことはすべて残っていました。

• 背景を作る（地球の写真が見つかった）
• モデルのロード（STLモデルがロードされました）
• テクスチャを追加します（テクスチャはあまり見かけません）
• ジェットエンジンを追加します（V-REPに組み込まれています
• 書き込み管理

おそらくこれは別の記事になるでしょう。

作成の過程で、修正エンジンをどこに置くかを決めたとき、どういうわけか彼らは肌を見ないことに気づきました。 しかし、その後、私はよく見ました-それらは尾に配置されていることが判明しました。 そこで彼はそれらを（十字架の形で）置いた。 メインエンジンもあります。

シミュレーターでは、これらの修正エンジン（矢印キー）とメインエンジン（スペースバー）を制御できます。 実際、ブレーキにはメインエンジンが使用され、このために、衛星はエンジンによって移動方向に「裏返され」ました（これはすべて自動化によって行われました）。 しかし、私たちの場合、手動制御で空間を単に「飛ぶ」ことができます。

ビデオの例を次に示します。


V-REPのこのシーンは、ここからダウンロードできます （拡張子* .ttt）。

Vostok-1の他のプロジェクト

検索プロセスでは、いくつかの興味深いプロジェクトに行きました。著者は、ガガーリン（ボストーク船）の信頼できる飛行モデルを作成または作成しています。

ガガーリンプロジェクト3D | Gagarin3d.ru
リンク： http : //gagarin3d.ru
このプロジェクトの目的は、最も信頼性の高いガガーリンの最初の飛行に関する3Dフィルムを作成することです。

このため、すべての3Dオブジェクトの段階的かつ体系的な描画が行われます。 プロジェクトからのレンダリング例：

ダッシュボードPU-1-3KA。 これまでのところ、モデルの最新バージョン「修正」という言葉の下に小さなテクスチャが移動し、工場の看板はありません

フライトギア：ボストーク-1
リンク： http : //wiki.flightgear.org/Vostok-1

これは非常に興味深いプロジェクトです。なぜなら これは完全なシミュレータです。 著者は、基本的にオープンフライトシミュレーターFlightGearを使用しました 。 シミュレーターには、飛行機を追加する機能があります。 しかし、著者は彼の宇宙船を追加しました。 同時に、シミュレーションを実行しました（合計で、プロジェクトに1年以上かかりました）。

衛星船の一部を描く例です：

プロジェクトのアイデアは「ガガーリン。 東

私が見た背景に対して、Gagarin.Vostokプロジェクトのアイデアを提案したいと思います。

プロジェクトの本質：
-宇宙のトピックに興味がある愛好家のコレクション
-トピックに関する事実情報の収集
-道順：
-最初の打ち上げ-自律、有人
-月
-金星
-シャトルブラン
-火星
-他の船
-3Dモデリングの質問、
-シミュレーション（およびプログラミング）の問題
-印刷用の3Dモデル、およびアセンブリ用のコンストラクターの作成

すべての情報は、CreativeCommon形式-オープンライセンスで提供されます。

これは、次のものの作成を意味します。
-オープンディスカッショングループ
-プロジェクトを保存する場所の作成（github、thingiverse）
-エントリポイントの作成-リソースの保存（メンバーサイトへのリンク）-これはgithubpagesで可能です

そのようなグループを集めて、社会からの関心を示したら、設計文書での協力のために、「トップ」に行くのが簡単になります。

参照：

• グーグルグループ
• githubプロジェクト組織の集約用
• スタートページ

このプロジェクトへの最初の貢献は、 FlightGear Vostok-1モジュールです。

さらに開発できるアイデアがあれば、書いてください。 あなたがソビエト/ロシア/国際宇宙飛行士に関する事実を収集し、興味を持っているなら、書いてください。

メッセージ

この記事は小さくはありませんでしたが、宇宙への飛行後に彼が書き留めたユリ・ガガーリンの言葉を加えざるを得ません。