3D моделирование затопления орбитальной космической станции МИР

Орбитальная космическая станция «Мир» была запущена в космос 19 февраля 1986 года с космодрома Байконур.

Ряд аварий, технические сбои в работе станции, проблемы с бюджетным финансированием её эксплуатации, привели к решению о завершении эксплуатации орбитальной космической станции Мир. Кроме того, Россия параллельно вела работы по проекту создания Международной космической станции (МКС). Контролируемая операция по управляемому сведению с орбиты орбитальной станции Мир с последующим её затоплением в Тихом океане была проведена 22-23 марта 2001 года. Космическая станция МИР проработала на орбите более 15 лет.

Затопление станции прошло в три этапа:

  1. Снижение орбиты до 220 км под воздействием тормозного импульса ракетной двигательной установки грузового космического корабля «Прогресс», пристыкованного к станции, специально переоборудованного под танкер топлива с дополнительным топливным баком вместо грузового отсека.
  2. Перевод станции на высоту 165 км с помощью двух тормозных импульсов ракетной двигательной установки космического корабля «Прогресс».
  3. Последнее длительное торможение станции ракетной двигательной установкой космического корабля «Прогресса» с выработкой всего запаса топлива, после которого станция Мир уже не имела каких-либо возможностей управления и её дальнейшее движение было неконтролируемым.

Задачей последнего торможения было «зацепиться» под нужным углом за более плотные слои атмосферы, которые резко погасят скорость движения станции Мир, её центробежное ускорение и обеспечат, тем самым, стремительное притяжение к Земле и падение в заданный район.

Спуск в атмосфере на гиперзвуковой скорости 130 тонной махины станции Мир и её возможный взрыв при столкновении с Землей особенно взбудоражил жителей густонаселённой Европы и Японии, проживающих в зонах траектории спуска станции с орбиты.

Принимая во внимание озабоченность мировой общественности был разработан комплекс специальных мероприятий по широкому информированию мировой общественности о ходе подготовки и реализации программы затопления станции Мир.

В том числе, для этих целей была использована технология виртуальной реальности для 3D визуализации результатов расчетов спуска с орбиты станции Мир, включая отображение результатов численных экспериментов по математическому моделированию входа станции в атмосферу, разрушения станции и падения несгоревших фрагментов в заданный район Тихого океана. При 3D моделировании затопления станции «Мир» применялись специальные отечественные и зарубежные программные комплексы для баллистических расчётов и компьютерной графики. Созданная модель 3D визуализации результатов баллистических расчетов использовалась специалистами для анализа различных стратегий сведения с орбиты станции «Мир» и ее затопления. Кроме этого, с помощью данной технологии специалисты смогли наглядно представить ожидаемую картину схода с орбиты станции и ее затопления для членов межведомственной государственной комиссии и главной оперативной группы управления, а также для средств массовой информации.

На основе результатов 3D моделирования был также сделан анимационный компьютерный фильм "Стратегия спуска орбитальной станции «Мир»", отражающий в ускоренном режиме стратегию увода станции Мир с орбиты. В фильме за несколько минут можно было увидеть все этапы предстоящей операции. Успешный опыт применения методов математического 3D моделирования и компьютерной графики для визуализации процессов сведения станции «Мир» с орбиты продемонстрировал перспективность использования технологии виртуальной реальности для решения задач управления космическими системами и ракетно-космической техникой в сложных условиях их функционирования.