Domanda:
Quali sono le scelte oggi per il software di simulazione della meccanica orbitale?
Erik
2013-07-23 06:03:32 UTC
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Avevo familiarità con le varie scelte disponibili per il software di simulazione della meccanica orbitale. Ahimè, quei giorni sono finiti. Quali sono le scelte oggi, preferibilmente ordinate per piattaforma?

Questa domanda e altre su questo sito potrebbero trarre vantaggio dal loro utilizzo per rendere le risposte più visive.

Tieni presente che le domande sugli elenchi come questa sono generalmente sconsigliate sui siti SE. In questo caso è stata fatta un'eccezione per la sua ovvia utilità e rilevanza.

Due domande: 1) Quale di questi pacchetti software (se presenti) può eseguire l'analisi della traiettoria per le sonde dello spazio profondo, incluso il calcolo degli assist di gravità? 2) Per quelli di voi che hanno familiarità con il pacchetto di analisi della traiettoria Copernicus della NASA, come si confrontano?
Kerbal Space Program :)
Considera l'idea di trovare NEMO: http://bima.astro.umd.edu/nemo/
Non un simulatore ma più un giocattolo, n-body in 2-D: http://www.nowykurier.com/toys/gravity/gravity.html. Davvero divertente con cui giocare.
Tredici risposte:
#1
+55
user29
2013-07-23 06:16:20 UTC
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Per aggiungere all'elenco di @ Erik:

  • GMAT - Cross platform, gratuito. Prodotto open source della NASA.

  • FreeFlyer - PC, commerciale. Probabilmente il più grande concorrente di AGI.

  • Il Java Astrodynamics Toolkit - Cross platform, gratuito. Un altro prodotto open source, più una libreria software che un ambiente di simulazione completo.

  • Orbit designer - Android, gratuito. Nemmeno vicino allo stesso campo da baseball di questi altri pacchetti, ma potrebbe essere un modo divertente per giocare con orbite diverse. Modifica: in realtà l'ho appena scaricato e sono assolutamente appassionato. Altamente raccomandato. (Avvertenza: sono un nerd per cose come questa, e in effetti potrebbe essere un'app piuttosto noiosa per la maggior parte delle persone).

Orbit Designer sembra essere stato rimosso dal mercato del gioco (ho cambiato il collegamento alla pagina degli sviluppatori ma non è così utile) - ci sono collegamenti (di qualità sconosciuta) a download di apk che possono essere cercati.
Dannazione, prima mi fai entusiasmare per _Orbit designer_ e ora non c'è più. Non riesco nemmeno a trovare nulla al riguardo; come come è stato creato o perché è stato eliminato. Qualcuno ha più informazioni?
#2
+28
Erik
2013-07-23 06:05:46 UTC
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Ecco le opzioni di cui sono a conoscenza a prima vista:

Un po 'fuorviante chiamare STK gratuito - sebbene esista una versione gratuita, è piuttosto limitata nelle capacità. Inoltre, ora, per qualche motivo, è "Systems Toolkit".
@Chris true dat.
Anche se è vero che la STK "gratuita" è limitata, saresti sorpreso di ciò che può fare, anche gratuitamente ... Uso la versione gratuita abbastanza spesso, è un dato di fatto. È solo che i giocattoli davvero divertenti costano denaro, tutto qui ...
+1 Quando seguo il link ad AGI / STK ho la prima impressione che questo sia principalmente per la guida di droni militari (deve essere un mercato in crescita). Questo è davvero il suo obiettivo principale o c'è anche un forte angolo di esplorazione dello spazio / invece? (Sono nuovo a questo.)
La versione gratuita di AGI / STK è disponibile in Russia? Quando provo ad aprire l'URL sopra (http://www.agi.com/products/stk/modules/default.aspx/id/stk-free), arrivo a una pagina che dice "A causa di alcune limitazioni operative, in questo momento non siamo in grado di soddisfare la tua richiesta tramite il sito web. ". Mi chiedo se l'URL sia sbagliato o per motivi legali.
Sospetto che tu viva troppo vicino a Putin Dmitri.
Idem. La versione gratuita di STK può fare molto ed è assolutamente sufficiente per ciò di cui ho bisogno per la maggior parte del tempo.
#3
+23
Tomislav Muic
2013-07-23 13:40:09 UTC
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Oltre a questi seri software menzionati sopra, c'è un gioco interessante con calcoli orbitali abbastanza realistici, abbastanza adatto per insegnare ai bambini lo spazio: Kerbal space program.

Come per AGI la versione non libera è molto più potente.

Non ho problemi con il collegamento, ma a parte l'angolo di gioco, il modello della meccanica orbitale utilizza la sfera di influenza. Non può gestire la simulazione N-corpo. Divertente, ma questo è tutto.
Kerbal Space Program è un gioco straordinario, ma non è all'altezza della simulazione a causa delle semplificazioni della gravità.
Bene, dipende dai tuoi obiettivi, a cui l'OP non è entrato davvero. Se vuoi simulare accuratamente la meccanica orbitale del nostro sistema solare, è vero, KSP non lo farà. Se vuoi sviluppare un'intuizione per le generalità della meccanica orbitale, è straordinariamente buono.
Sì, questa raccomandazione è pessima. Per gli inserimenti LLI, KSP non considera i cambi di piano richiesti, quindi la quantità totale di delta-V richiesta non è affatto corretta. È solo un gioco, non usarlo per nient'altro che per insegnare concetti ai bambini o giocare.
Come fa [Orbiter] (http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/) a confrontare la simulazione della meccanica orbitale dal punto di vista della simulazione?
La nuova mod [* Principia *] (https://www.youtube.com/watch?v=eU-kLLeE7n0) per KSP consente simulazioni di fisica n-body, abilitando punti Lagrange, limiti di stabilità deboli, ecc. un raggio molto più piccolo della Terra ma ha una gravità superficiale di 1 g (incredibilmente densa), non sarà realisticamente accurato senza il mod RSS (Real Solar System) e forse Realism Overhaul (RO). @Ricardo LLI o TLI? So per certo che arrivare o tornare da un'orbita inclinata attorno al Mun mi richiede sempre più delta-V. Tieni inoltre presente che l'inclinazione di Mun è 0, a differenza della Terra e della Luna.
Orbiter è molto più preciso e di conseguenza più difficile da padroneggiare. Se hai solo bisogno di visualizzare concetti, KSP è di gran lunga la soluzione migliore. XKCD è d'accordo: https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwip7fmam9nTAhVhylQKHVlLAV0QjRwIBw&url=https%2AF2Q&url=https%2AF2Q&url=https%3AF2Q -Dmdh0Myp3hZHaE16XxIOJ_Ug & ust = 1494089486546690
#4
+16
kartikkumar
2013-09-18 00:32:35 UTC
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Plug senza vergogna per Tudat (TU Delft Astrodynamics Toolbox)...

Se stai cercando qualcosa che ti permetta molta libertà di configurare e giocare con simulazioni, potresti prendere in considerazione un progetto C ++ open source su cui ho lavorato negli ultimi anni come parte del mio dottorato di ricerca. La maggior parte degli studenti laureati del mio gruppo lo usa, quindi è stato fatto un grande sforzo.

C'è un elenco di funzionalità da qualche parte? Non sono riuscito a trovarne uno.
Attualmente stiamo snellendo la documentazione, quindi l'elenco delle caratteristiche è ancora in costruzione. Puoi trovare un elenco funzionante di funzionalità qui: http://tudat.tudelft.nl/projects/tudat/wiki/Feature_documentation. Inoltre, le interfacce sono documentate utilizzando Doxygen: http://tudat.tudelft.nl/projects/tudat/wiki/Doxygen_API_documentation. Infine, il bundle che può essere scaricato, include due simulatori di esempio: uno che propaga le orbite di due diversi satelliti attorno alla Terra e l'altro che propaga una costellazione di Galileo semplificata.
#5
+14
Deer Hunter
2013-08-23 11:56:52 UTC
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Per quanto riguarda i giochi / le simulazioni, mi sono imbattuto in Orbiter. Sembra avere parecchi componenti aggiuntivi e un forum. Purtroppo funziona solo su Windows.

Sono d'accordo, Orbiter è un sim brillante e con la sua forte comunità di modder sono disponibili alcuni fantastici addon.
Non l'ho testato a fondo, ma Orbiter si installa e funziona abbastanza bene su Ubuntu 18.04 Linux con la versione wine stabile 3.0
#6
+11
Romain Di Costanzo
2015-01-26 22:11:19 UTC
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Orekit è il miglior strumento di meccanica spaziale che conosco. Sviluppata in Java (multipiattaforma), Orekit è una libreria open source di dinamiche spaziali , basata su Common Apache Math.

Nonostante il fatto che finora non abbia uno strumento di visualizzazione, il diverso modello di forza che contiene lo rende un'ottima scelta se il tuo piano è quello di risolvere un problema preciso delle dinamiche di volo.

Orekit include tutte le convenzioni IERS disponibili per la definizione del frame. Comprende propagatori di orbita di 3 tipi:
- Analitici (Kepler, Eckstein-Heschler, SDP4 / SGP4 con correzioni 2006)
- Numerici (con modelli di forza personalizzabili)
- Propagazione semi-analitica basata su Draper Semianalytic Satellite Theory (DSST) con modelli di forza personalizzabili.

Per informazioni, troverai allo stesso indirizzo sopra il componente aggiuntivo Rugged. Rugged è uno strumento di mappatura da sensore a terreno che tiene conto dei modelli di elevazione digitale (DEM) nel calcolo della linea di vista. È una libreria software gratuita di livello intermedio scritta in Java e implementata come componente aggiuntivo per Orekit.

Ecco alcune delle funzionalità fornite da Orekit:

Ora

  Scale di data e ora assolute ad alta precisione (TAI, UTC, UT1, GPS, TT, TCG, TDB, TCB, GMST, GST ...) gestione trasparente dei secondi intercalari  

Geometria

  Gerarchia dei frame che supporta la gerarchia dei frame fissi e dipendenti dal tempo (o telegrammi dipendenti dalla telemetria) telai predefiniti (EME2000 / J2000, ICRF, GCRF, ITRF93, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005, ITRF2008 e telai intermedi, telai TOD, MOD, GTOD e TOD, Veis, telai orbitali locali topocentrici, tnw e qsw, veicoli spaziali , Luna, Sole, pianeti, baricentro del sistema solare, baricentro Terra-Luna) estensibile dall'utente (utilizzato operativamente in tempo reale con un set di circa 60 frame su diversi veicoli spaziali) gestione trasparente dei parametri di orientamento della Terra IERS (per entrambi i nuovi frame basati su CIO seguendo le convenzioni IERS 2010 e i vecchi frame basati sugli equinozi)
manipolazione trasparente di JPL DE 4xx (405, 406 e più recenti) e trasformazioni effemeride INPOP, inclusi effetti di combinazione cinematica, riduzione e memorizzazione nella cache di trasformazioni composite per efficienza, modelli di forme del corpo centrale estensibili (con forme sferiche ed ellissoidiche predefinite) coordinate cartesiane e geodetiche, cinematica  

Stato della navicella

  Parametri cartesiani, kepleriani (incluso iperbolico), circolari ed equinoziali Elementi a due righe Conversione trasparente tra tutti i parametri Collegamento automatico con stato frame Attitude e derivativa Gestione della massa Stato associato definito dall'utente (per esempio di stato della batteria, o derivati ​​di ordine superiore, o qualsiasi altra cosa)  

Propagazione

  modelli di propagazione analitica: Kepler Eckstein-Heschler SDP4 / SGP4 con correzioni 2006 propagazione numerica con: modelli di forza personalizzabili: modelli di gravità di attrazione centrale (lettura automatica di ICGEM (nuovi modelli Eigen), SHM (vecchio Modelli Eigen), formati di file di campo gravitazionale EGM e GRGS, anche compressi) resistenza atmosferica (DTM2000, Jacchia-Bowman 2006, Harris-Priester e modelli esponenziali semplici) e Marshall Solar Activity Future Stimation attrazione del terzo corpo (con dati per Sole, Luna e tutti i pianeti dei sistemi solari) pressione di radiazione con eclissi maree solide, con o senza marea polo solido maree oceaniche, con o senza marea polo oceanico relatività generale manovre multiple integratori ODE all'avanguardia (dimensioni adattive con controllo degli errori, uscita continua, funzioni di commutazione, G-stop, normalizzazione del passo ...) calcolo di Jacobiani rispetto ai parametri orbitali e ai parametri di modelli di forza selezionati meccanismo di serializzazione per memorizzare i risultati completi su memoria persistente per usi successivi propagazione semi-analitica basata sulla teoria dei satelliti semianalitici Draper (DSST) con forza personalizzabile modelli: corpo centrale con modello a piena gravità
attrazione del terzo corpo resistenza atmosferica pressione di radiazione con effemeridi eclissate: interfaccia basata su file basata su integrazione basata su memoria interfaccia unificata sopra i propagatori analitici / numerici / semianalitici / tabulati per un facile passaggio dall'analisi grossolana alla simulazione fine con un cambio di riga tutti i propagatori possono essere utilizzati in diverse modalità: slave modalità: il propagatore è pilotato chiamando l'applicazione master mode: il propagatore guida le funzioni di callback dell'applicazione modalità di generazione delle effemeridi: tutti i risultati intermedi vengono memorizzati durante la propagazione e restituiti all'applicazione che può navigare a piacimento attraverso di essi, utilizzando efficacemente l'orbita propagata come se fosse un modello analitico, anche se realmente propagato numericamente, ideale per la ricerca e la gestione di algoritmi iterativi di eventi discreti durante l'integrazione (modifiche ai modelli, G-stop, notifiche semplici ...) eventi discreti predefiniti: eclipse (sia umbra che penombra) ascendente e discendente del nodo che attraversa l'apogeo e il perigeo che attraversa l'allineamento con un corpo nel piano orbitale (con angolo di soglia personalizzabile) innalzamento / impostazione rispetto a una posizione al suolo (con elevazione di attivazione personalizzabile) data di attraversamento dell'altitudine rilevamento del bersaglio nel campo visivo del sensore (circolare o diedro) zone geografiche complesse attraversamento manovre ad impulso possibilità di eventi leggermente spostati nel tempo (ad esempio per passare dalla modalità di puntamento solare a qualcos'altro pochi minuti prima dell'entrata dell'eclissi e tornare alla modalità di puntamento solare pochi minuti dopo l'uscita dall'eclissi)  

Atteggiamento

  modelli di evoluzione dell'atteggiamento estensibile leggi predefinite: atteggiamento correlato al corpo centrale (puntamento al nadir, puntamento al centro, puntamento del bersaglio, compensazione dell'imbardata, virata all'imbardata) atteggiamenti riferiti all'orbita (LOF allineato, offset su tutti gli assi) atteggiamenti riferiti allo spazio (inerziale, puntato sul corpo celeste, stabilizzato allo spin)
atteggiamenti tabulati  

Gestione file in orbita

  caricamento di file in orbita SP3-a e SP3-c caricamento di messaggi dati in orbita CCSDS  

Modelli di atmosfera

  Ritardo troposferico (Saastamoinen modificato) campo geomagnetico (WMM, IGRF)  

Caricamento dati personalizzabile

  caricamento da disco locale caricamento da classpathload da rete (anche tramite proxy Internet) supporto per archiviazione zip supporto da file compressi gzip meccanismo di plug-in per delegare il caricamento a database definito dall'utente o libreria di accesso ai dati  

Localizzato in diversi lingue

  IngleseFranceseGalizianoTedescoGecoItalianoNorvegeseRomenoSpagnolo  
#7
+8
rickhg12hs
2013-12-08 17:33:56 UTC
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PyEphem:

PyEphem fornisce calcoli astronomici di livello scientifico per il linguaggio di programmazione Python. Data una data e una posizione sulla superficie terrestre, può calcolare le posizioni del Sole e della Luna, dei pianeti e delle loro lune e di eventuali asteroidi, comete o satelliti terrestri i cui elementi orbitali l'utente può fornire. Sono fornite funzioni aggiuntive per calcolare la separazione angolare tra due oggetti nel cielo, per determinare la costellazione in cui si trova un oggetto e per trovare gli orari in cui un oggetto sale, transita e tramonta in un particolare giorno.

Le routine numeriche che stanno dietro a PyEphem sono quelle della meravigliosa applicazione di astronomia XEphem, il cui autore, Elwood Downey, ci ha generosamente concesso il permesso di usarle come base per PyEphem.

jovian_moon_chart.py

Questo script stampa dove le lune gioviane si trovano intorno a Giove per i prossimi giorni.

  import ephemmoons = ((ephem.Io (), 'i'), (ephem.Europa (), 'e'), (ephem.Ganymede (), 'g'), (ephem.Callisto (), 'c ')) # Come posizionare caratteri discreti su una riga che rappresenta effettivamente # i numeri reali da -maxradii a + maxradii.linelen = 65maxradii = 30.def put (line, character, radii): if abs (radii) > maxradii: return offset = raggi / m axradii * (linelen - 1) / 2 i = int (linelen / 2 + offset) line [i] = characterinterval = ephem.hour * 3now = ephem.now () now - = now% intervalt = nowwhile t < now + 2 : line = [''] * linelen put (line, 'J', 0) for moon, character in moons: moon.compute (t) put (line, character, moon.x) print str (ephem.date (t )) [5:], '' .join (line) .rstrip () t + = intervalprint 'L'est è a destra;', print ',' .join (['% s =% s'% (c, m.name) per m, c in lune]) 3/2 12:00:00 ge J ic
3/2 15:00:00 ge J i c3 / 2 18:00:00 ge J i c3 / 2 21:00:00 ge J i c3 / 3 00:00:00 ge J i c3 / 3 03:00 : 00 ge Ji c3 / 3 06:00:00 gei J c3 / 3 09:00:00 gei J c3 / 3 12:00:00 gei J c3 / 3 15:00:00 g ie J c3 / 3 18: 00:00 gie J c3 / 3 21:00:00 gie J c3 / 4 00:00:00 gie c3 / 4 03:00:00 g Jie c3 / 4 06:00:00 g J ie c3 / 4 09:00:00 g J cioè cEast è a destra; i = Io, e = Europa, g = Ganimede, c = Callisto  
PyEphem non calcola orbite per oggetti ipotetici, ti dice solo dove sono gli oggetti esistenti reali.
@barrycarter: Cosa impedisce a un utente di entrare in ipotetici elementi orbitali?
Hai ragione, errore mio! http://rhodesmill.org/pyephem/quick.html#bodies-with-orbital-elements osserva che puoi creare corpi con i tuoi elementi orbitali. So che Pyephem usa DE421 per le posizioni planetarie e ha semplicemente ipotizzato che usasse dati simili per i satelliti planetari. In realtà, sapevo che non era così, dal momento che l'ho richiesto esplicitamente come funzionalità per skyfield, il successore di pyephem: https://github.com/brandon-rhodes/python-skyfield/issues/19
@barrycarter Fornisce davvero risultati accurati, considerando gli effetti di Luna, Sole e armoniche zonali? Inoltre, possiamo considerare Giove e Venere
#8
+5
user6972
2013-09-18 06:31:09 UTC
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Ecco alcune altre cose là fuori a seconda di ciò che stai cercando ...

WEB

Sebbene non sia un simulatore per la meccanica orbitale, ho trovato questo Trajectory Browser dalla Nasa per essere interessante.

Più simile a un gioco è l ' app LEO launcher e il launch simulator.

C'è il simulatore 3D JPL e il simulatore di oggetti vicini alla Terra (entrambi basati sul web). Esiste anche un simulatore SSD JPL ed ecco alcune istruzioni di avvio rapido. In questo modo:

system

* nix

Per i sistemi * nix (linux, unix) c'è anche il set di strumenti FERMI con una panoramica qui.

Windows-PC

Il gioco popolare e gratuito è il simulatore orbitale in 3-d menzionato da cacciatore di cervi.

#9
+4
user1892541
2013-12-08 05:27:09 UTC
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iTraject potrebbe essere molto utile per imparare la meccanica orbitale. Il suo risolutore numerico lo rende molto flessibile. Utilizza anche algoritmi astronomici molto precisi per le posizioni celesti. Puoi effettivamente impostare la tua data iniziale, prevedere quando il tuo veicolo sarà nel SOI di Moon con calcoli analitici e fare un sorvolo intorno alla Luna. Inoltre, puoi ottenere i parametri della stazione di terra, dell'epoca e degli elementi kepleriani con l'ora corrente.

ecco un video: http://www.youtube.com/watch?v=msCEdOq5WhI

Tieni presente che se sei affiliato all'applicazione, devi dichiararlo chiaramente nel post. Altrimenti, grazie per le informazioni.
#10
+1
shortstheory
2013-09-20 17:31:02 UTC
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Potresti provare Stellarium per localizzare la maggior parte degli oggetti celesti dalla cornice terrestre. AFAIK, funziona molto bene su Linux ed è disponibile anche per OS X e Windows.

Stellarium non calcola orbite per oggetti ipotetici, ti dice solo dove sono gli oggetti esistenti reali.
#11
+1
Ramrod
2020-06-03 06:11:43 UTC
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Eric Stoneking / NASA Goddard Space Flight Center condivide "42" come la (per lo più innocua) simulazione dinamica del veicolo spaziale

È multipiattaforma, ha varie capacità ed è un strumento in generale.

https://github.com/ericstoneking/42

#12
  0
James
2017-01-03 09:59:44 UTC
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Dai un'occhiata al PIGI di Sabre Astronautics. https://saberastro.com/

Di gran lunga la migliore grafica e grande facilità d'uso, fantastico per visualizzare le orbite su tutti i pianeti.

La loro licenza occasionale parte da soli $ 15 al mese, quindi vale la pena guardarla. PC e Mac.

https://saberastro.com/products/

#13
  0
David Eagle
2020-03-18 00:33:05 UTC
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Meccanica orbitale con MATLAB

https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/authors/my_fileexchange

Questo collegamento non punta al posto giusto.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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