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créé oct 2004 - à jour
Les Rendez Vous Spatiaux vus par
PYL
(programme de simulation de
conduite de Vaisseau Spatial en
C avec affichage openGL, tourne sous MacOSX et Linux et PC). Les
modèles de Gemini et de Soyouz sont de Sophie Michaut (Palais de la découverte).

De quoi s'agit il?
Il s'agit d'exécuter un rendez vous spatial entre un satellite cible (ici le
Soyouz) et un autre, le chasseur (ici Apollo). La représentation
3D des images est centrée dans le
repère de la cible, on commande le déplacement du chasseur.
La
difficulté du pilotage vient du fait que l'on est dans un repère en rotation autour de
la terre représentée par une boule bleue.
Cela se traduit d'une part par
la force de Coriolis et, d'autre part, par la gravitation de la terre. L'effet de Coriolis est de nous faire
"tourner" quand on a une vitesse relative.
L'effet de la gravitation est ici représenté par un terme
de "marée": si on est sur une orbite plus grande, on
va tourner autour de la terre moins vite et donc de manière
relative, s'éloigner de la cible; de même, si l'on est sur une
orbite plus basse, on va plus vite et encore s'éloigner de la
cible. Pour comprendre les subtilités des rendez vous spatiaux il
faut lire la bibliographie.
On constatera que si on fournit une poussée pour avancer, l'effet
initial est bien d'avancer mais, rapidement, on recule!!! En effet,
si on fournit une poussée, on augmente le grand axe de la
trajectoire, donc, on augmente le temps de révolution, donc on va en
arrière...
But du jeu
S'approcher du Soyouz en pilotant une capsule Apollo, se positionner
exactement dans l'axe du Soyouz avec une vitesse la plus réduite
possible. Attention, le nombre d'impulsions est limité.
Il s'agit de réussir son Rendez Vous Spatial... et c'est
spécial!!!
Comment jouer?
- 'k' remet à zéro le calcul
- pour avancer: flèche avant, aller à droite: flèche droite, reculer
flèche gauche, etc. Contrôle en altitude: pageUp et
pageDown...)
On constate vite que l'intuition est prise en défaut!!! Il faut
faire attention à la force de Coriolis...
- 'o' enlève la force de Coriolis!
- 'l' pour la vue extérieure, vue du chasseur
- 'esc' pour quitter.
- 'F' pour Fullscreen.
- avec le clic droit (ctrl+clic sur mac) on fait apparaître un menu
contextuel qui permet de remettre à zéro le calcul ("raz Kul"),
remettre à zéro la vue ("raz vue"). On peut aussi se
mettre en mode rotation ou translation (faire glisser la souris en
maintenant la touche enfoncée), avec Home et End, on avance
et on recule la vue.
- avec le clic droit, on peu changer les cas initiaux, le premier
cas par défaut est simple: il n'y a aucun effet de rotation ni de
gravité, les exemples suivants sont de plus en plus durs,
particulièrement le dernier où l'on doit se déplacer dans les 3
directions.
- avec le clic droit, on peu changer les modèles.
- 'o' permet d'enlever la rotation, et on se retrouve dans un cas
naturel, 'O' la remet.
- 's' ralentit, 'S' accélère la simulation... cela
dépend de la vitesse des machines et de leur carte graphique.
- 'r' mode rotation, 't' translation.
La barre rouge de gauche représente la réserve d'ergols, plus on envoie
d'impulsions, plus elle descend. La barre bleue représente la
vitesse (en module), l'arrimage à la station est correct si cette
barre est inférieure à la petite barre bleue et si on est en contact,
dans l'axe, avec la station.
Détails techniques
En fait, quand on appuye sur 'k', on relit le fichier "data/Fo.IN"
dans lequel sont les conditions initiales et les paramètres de la
simulation.
par exemple
dt=.005
nx=500
trois=3
Omega=.666666666666666
X0=-.01
Y0=-12
Z0=0.00
Xp0=0.00
Yp0=0.00
Zp0=0.0000
p=2
On peut donc les modifier à sa guise avec un éditeur de
texte.
dt: pas de temps
nx: longueur de la trace blanche
trois: le 3 des équations, si on veut on peut changer cette
valeur!!!
Omega: la pulsation, un tour est fait en 2 π/Omega
X0, Y0, Z0: position initiale
Xp0, Yp0, Zp0: vitesse initiale
on peut changer 'p' l'impulsion donnée lorsque l'on utilise les
flèches.
Les modèles de vaisseaux peuvent être changés, il faut les mettre
dans "data", et changer leur nom en "cible.obj" et "chasseur.obj
ici bientôt des explications sur les équations:
------------------------------------------------------------------------
RendezVousSpatial
Resolution des equations de Hill CLOHESSY-WILTSHIRE
2 2 2
d x dy 2 d y dx d z 2
--- = 2 Omega -- + 3 Omega x; --- = -2 Omega --; --- = - Omega z
2 dt 2 dt 2
dt dt dz
------------------------------------------------------------------------
à t=0, x,y,z et vx,vy,vz sont lus dans le fichier de données
On remarque que les équations sont écrites de manière adimensionnée.
Webographie- bibliographie
- à lire en
français un cours sur les rendez vous spatiaux).
-
à lire: "espace information N° 48 Juin 1990" spécial rendez vous spatial.
- les équations de Hill sont expliquées dans Kevorkian et
Cole.
- en anglais chercher "rendezvous" sur le web pour avoir des infos.
Les sites de la NASA en regorgent...
-
position des satellites en temps réel: www.jtrack3D.com
- Rendez vous
Soyouz Apollo en français
-
Le programme est fondé sur l'openGL qui est expliqué dans:
www.demonews.com/hosted/nehe Jeff Molofee '99
et aussi sur http://www.xmission.com/~nate/tutors.html
Les modèles de apollo sont faits avec wings3d
ceux de Gemini et Soyouz sont de S. Michaud et sont faits en 3dsmax