Тренировки космонавтов будут осуществляться на виртуальной копии МКС

Тренировка космонавтов

Новый метод анимации персонажей и объектов

Система виртуальной реальности с полным погружением для имитации внекорабельной деятельности, разработкой которой сейчас заняты ведущие специалисты РКК «Энергия», отчасти возьмет на себя функции по отработке манипуляций, проводимых на денный момент в Центре подготовки космонавтов, где размещается копия российского сегмента Международной космической станции.

По словам ведущего инженера РКК «Энергия» Дмитрия Ахмерова, идея создания виртуальной копии МКС возникла во время проведения Олимпиады в Сочи, когда было обращено внимание на то, что для российских спортсменов проводится кинематический анализ по технологии motion capture (метод анимации персонажей и объектов). Подобное сканирование было решено произвести и в отношении движений оператора в скафандре.

«Мы делим наших космонавтов на три антропометрических типа, для каждого делается свое сканирование. Весь набор движений мы начинаем дробить на элементарные, чтобы получить их цифровую модель в виртуальной среде. Затем, создав виртуальную модель МКС, мы сможем моделировать выходы в открытый космос, что позволит нам сократить время подготовки в том же бассейне: мы будет лучше понимать оптимальные маршруты движения еще до того, как погружаться в бассейн», — пояснил Дмитрий Ахмеров.

Существует целый ряд ограничений на свободу движений при выходе космонавтов в открытый космос в скафандре «Орлан» ввиду особенностей его конструкции и избыточного давления в 0,4 атмосферы, создаваемое внутри космического шлема. Как отметил генеральный директор компании «Интеллект и инновации» Георгий Токунов, облачившись в шлем виртуальной реальности, космонавт испытывает те же ощущения, как если бы он надел скафандр.

«Для РКК «Энергия» мы делаем биомеханическую модель кинематики человека, который работает в наполненном скафандре, когда есть перепад давления между внешней средой и внутренностью скафандра, — объясняет Токунов. — В нашей кинематической модели будут учтены все ограничения, которые возникают у человека, двигающегося в скафандре. Используя систему оптического трекинга Qualisys, мы снимаем параметры движения, затем подгружаем их в готовую модель общих случаев человеческой кинематики и добавляем движения, полученные от движения человека в скафандре. Плюс к этому создается система обезвешивания, которая позволяет «отключить» гравитацию. Это сервопривод с тросами, к которому подвешен человек в скафандре, датчики реагируют на натяжение тросов. По заранее заложенной матрице система обезвешивания сможет дублировать полную невесомость либо же пониженную гравитацию, как на Луне или на Марсе».

Как отметил Дмитрий Ахмеров, отработка всех операций в бассейне невозможна из-за огромных размеров МКС.  Виртуальная же среда позволяет смоделировать всю станцию, а потому в ходе  виртуальных тренировок любой космонавт получает осознание того, каким образом и куда ему двигаться, а также представляет внешний облик каждого участка станции. Вследствие этого было обращено внимание на высокое качество графического изображения, которое удалось достичь с помощью графического движка UNIGINE. На данный момент специалисты находятся на стадии технического проектирования системы.

По словам специалистов РКК «Энергия», согласно плану, работы по созданию программного обеспечения для виртуальной отработки внекорабельной деятельности займут три года.

Смотрите также

Популярные материалы