المركبة المدارية (المحاكاة)

أوربيتر هي لعبة فيديو لمحاكاة رحلات الفضاء، طُوّرت لمحاكاة رحلات الفضاء باستخدام قوانين الفيزياء النيوتونية الواقعية . صدرت اللعبة في 27 نوفمبر 2000؛ [ 2 ] وصدرت أحدث نسخة منها، بعنوان "أوربيتر 2024"، في 31 ديسمبر 2024. [ 3 ] أعلن المطور، مارتن شفايغر، للمجتمع أن أوربيتر تُنشر بموجب ترخيص MIT مفتوح المصدر . [ 4 ]

طُوِّر برنامج Orbiter على يد مارتن شفايغر، الباحث الرئيسي في قسم علوم الحاسوب بجامعة كوليدج لندن ، [ 5 ] الذي شعر بأن محاكيات رحلات الفضاء آنذاك تفتقر إلى نماذج طيران واقعية قائمة على الفيزياء ، فقرر كتابة برنامج محاكاة يجعل تعلم مفاهيم الفيزياء ممتعًا. [ 6 ] وقد استُخدم البرنامج كوسيلة تعليمية في الفصول الدراسية، [ 6 ] كما أنشأ مجتمع من مطوري الإضافات العديد من الإضافات التي تُمكّن المستخدمين من قيادة مركبات فضائية حقيقية وخيالية متنوعة، وإضافة كواكب أو أنظمة كوكبية جديدة . [ 7 ] [ 8 ]

حول جهاز المحاكاة

سمات

أوربيتر هي محاكاة فيزيائية واقعية تتيح للمستخدمين استكشاف النظام الشمسي على متن عدد من المركبات الفضائية ، بعضها واقعي، مثل مكوك الفضاء أتلانتس ، وبعضها خيالي، مثل "دلتا-غلايدر". [ 7 ] وقد أضاف شفايغر مركبات فضائية خيالية لتسهيل الرحلات للمستخدمين الأقل خبرة. [ 6 ] تتميز المحاكاة بواقعية كافية لإعادة تمثيل رحلات الفضاء التاريخية، كما أن القدرة على قيادة مركبات خيالية تُمكّن اللاعب من الوصول إلى مناطق في النظام الشمسي لا يمكن الوصول إليها حاليًا بواسطة رحلات الفضاء البشرية.

A spacecraft's engines are defined only by the amount of thrust they put out and amount of fuel they use, allowing anything from solar sails to conventional rocket engines to futuristic nuclear fission and fusion drives to be simulated. Everything between ground movement and interplanetary travel is supported, including orbital and sub-orbital flight, although only vessel-ground collisions are supported.[6] Docking and attachment systems allow the user to simulate docking with a space station or other spacecraft, and rendezvous with and retrieval of satellites.[9] Users can also build space stations in orbit.[9]

The Solar System as presented in Orbiter consists of the Sun, the eight planets and their major moons.[10] Many dwarf planets, asteroids (except Vesta), and comets not included in the simulator are available as add-ons.[11][12] Although Orbiter contains a database of over 100,000 stars, these are for display purposes only and interstellar travel is currently not possible in the simulator.[1] The simulator also includes a planetarium mode that allows ecliptic and celestial grids to be overlaid onto the star map, along with labels of the constellations and other celestial markers.[9] The planetarium mode can also display labels indicating the location and identity of objects in the Solar System, such as planets, moons, or vessels, that appear within a certain proximity based on their type. This mode can also display labels on the celestial bodies in the Solar System at certain coordinates on their surface for indicating cities, historical markers, geological formations, and other interesting sites.[9]

A Deltaglider docked to the ISS, demonstrating Orbiter's atmospheric visual effects

تتألف واجهة التحكم التقليدية في محاكاة Orbiter من شاشتين متعددتي الوظائف وشاشة عرض رأسية . [ 8 ] تتميز كل شاشة بعدة أوضاع تشغيل، حيث تُعطى جميع الأوامر عبر لوحة المفاتيح أو الفأرة. يدعم المحاكي أيضًا لوحات تحكم وأجهزة مخصصة، بما في ذلك قمرات قيادة افتراضية ثلاثية الأبعاد ولوحات أجهزة ثنائية الأبعاد. [ 11 ] تتيح هذه الميزات للاعب استخدام الفأرة للتفاعل مع اللوحات، كما تسمح باستخدام أنظمة وأجهزة أكثر تعقيدًا مُخصصة لكل سفينة. إضافة قمرة قيادة افتراضية تُمكّن اللاعب من النظر بحرية من منظور الطيار. منذ إصدار Orbiter 2006 Patch 1 ، يدعم المحاكي تقنية TrackIR ، التي تسمح له بتتبع حركات رأس اللاعب وتعديل العرض وفقًا لذلك. [ 13 ]

الواقعية

طُوِّر برنامج Orbiter كمحاكاة ، [ 14 ] مع نمذجة دقيقة لحركة الكواكب، وتأثيرات الجاذبية (بما في ذلك الجاذبية غير الكروية)، والفضاء الحر، والتحليق في الغلاف الجوي، واضمحلال المدار . [ 15 ] [ 16 ] يُحسب موقع الكواكب في النظام الشمسي باستخدام حل VSOP87 ، بينما يُحاكى نظام الأرض والقمر باستخدام نموذج ELP2000 . [ 17 ] تُحاكى فقط ميكانيكا نيوتن للأجسام المتعددة ، دون مراعاة التأثيرات النسبية . هذا يعني أن ظواهر مثل تمدد الزمن الناتج عن التأثيرات النسبية لا تُحاكى. [ 6 ]

لم يكن الإصدار الافتراضي من Orbiter قبل إصدار 2024 مزودًا بالصوت، [ 1 ] إلا أن هناك إضافات شائعة تُسمى OrbiterSound [ 18 ] وXRSound [ 19 ] . توفر كلتاهما أصوات المحرك، والأصوات المحيطة في المقصورة، ومحادثات الراديو، وأصواتًا أخرى بما في ذلك قوائم التشغيل. كما تحتويان على خيارات للحفاظ على صمت واقعي عند مشاهدة المركبة من الخارج أثناء الرحلة الفضائية. لا يوجد نظام لاكتشاف التصادم مع الأجسام في الفضاء، باستثناء منافذ الالتحام المحددة. منذ إصدار Orbiter 2024 ، أصبحت XRSound مُضمنة في الحزمة الأساسية، ولكن يجب تفعيلها في خيارات منصة الإطلاق لكي تعمل. [ 20 ]

منذ إصدار Orbiter 2016 ، تم نمذجة ارتفاع التضاريس للأرض والقمر والمريخ. كما تمت إضافة دعم لنسيج سطحي وسحب ذات دقة أعلى. [ 21 ]

المركبة الفضائية المضمنة

تتضمن التوزيعة القياسية لمجلة أوربيتر مركبات فضائية ومحطات فضائية حقيقية وخيالية:

سفينة حقيقية

مكوك الفضاء أتلانتس
النسخة المدارية من مكوك الفضاء أتلانتس ، وهو مكوك فضائي متقاعد كان يشغله سابقًا ناسا ، والمركبة الفضائية الوحيدة التي يمكن التحكم بها من قبل اللاعب والمبنية على تصميم من العالم الحقيقي والمضمنة في التثبيت الأساسي للعبة Orbiter .
محطة الفضاء مير
نموذج Orbiter لمحطة الفضاء الروسية التاريخية. على عكس نظيرتها الحقيقية، لم يتم إخراجها من مدارها، بل وُضعت في مدار أقرب إلى مستوى مسار الشمس. تم ذلك في البداية لجعل Mir نقطة انطلاق مناسبة للرحلات بين الكواكب في الإصدارات السابقة من Orbiter ، حيث كان Orbiter يقوم أيضًا بتزويد المركبات الفضائية بالوقود تلقائيًا عند الالتحام بمحطة فضائية. باستخدام محرر السيناريوهات، لا يزال من الممكن التزود بالوقود أثناء الطيران أو بدء المحاكاة بعد الالتحام بخزانات وقود ممتلئة. ومع ذلك، من الممكن نقل Mir إلى المدار الصحيح.
محطة الفضاء الدولية
في مدار مشابه لمدار محطة الفضاء الدولية الحقيقية وفي حالة مكتملة، يظهر وحدات لم يعد من المخطط تركيبها على محطة الفضاء الدولية الحقيقية.
تلسكوب هابل الفضائي (HST)
وهو نموذج لتلسكوب هابل الفضائي الحقيقي، ويتم استخدامه مع مكوك الفضاء أتلانتس التابع لبرنامج أوربيتر .
قمر صناعي للتعريض طويل الأمد (LDEF)
ومثل تلسكوب هابل الفضائي، فهو أحد الأمثلة على الحمولات المخصصة لمكوك الفضاء أوربيتر .

سفن خيالية

طائرة دلتا الشراعية في مدار حول كوكب الزهرة ، تعرض قمرة القيادة الافتراضية ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك شاشات العرض متعددة الوظائف (MFDs) وشاشة العرض الأمامية (HUD).
دلتا-جلايدر (DG)
طائرة فضائية ذات جناح دلتا ، سهلة الطيران نسبيًا، ما يجعلها مناسبة للخطوات الأولى نحو برنامج أوربيتر . يتضمن البرنامج أيضًا نسخة معدلة من طائرة دلتا الشراعية، وهي دلتا الشراعية إس (DG-S)، التي تستبدل جزءًا من سعة الوقود بنظام دفع نفاث فرطي السرعة ، على حساب استهلاك الوقود من خزان وقود المحرك الرئيسي. يمكن السفر من الأرض إلى المريخ باستخدام دلتا الشراعية إس، ما يتيح التدرب على مهمات بين الكواكب. وهي تقنيًا طائرة فضائية أحادية المرحلة للوصول إلى المدار .
المكوك أ
مركبة شحن فضائية صغيرة، قادرة على نقل ست حاويات شحن كبيرة بكتلة إجمالية تبلغ 120 طنًا (260,000 رطل) . تفتقر إلى هيكل انسيابي، مما يجعلها مناسبة للعمل على سطح القمر والمريخ. ورغم إمكانية إطلاقها وهبوطها من الأرض، خاصةً وهي فارغة، إلا أن انعدام قوة الرفع الديناميكية الهوائية، بالإضافة إلى جاذبية الأرض العالية وغلافها الجوي الكثيف، يجعل هذه العملية صعبة ومكلفة من حيث استهلاك الوقود. مع ذلك، زُودت حاويات الشحن بمظلات هبوط آلية. وباستخدام هذه المظلات، يُمكن محاكاة عملية نقل شحنة من قاعدة قمرية إلى الأرض والعودة، مع إسقاط الشحنة وهي لا تزال في طبقات الجو العليا. يُصعّب قصورها الذاتي العالي وضعف ديناميكيتها الهوائية من طيرانها في الغلاف الجوي مقارنةً بطائرة دلتا الشراعية. 
شاتل-بي بي
مركبة فضائية شخصية صغيرة، تتميز بقدرة عالية على المناورة وأداء متطور. ولأن هدفها الرئيسي هو أن تكون مثالاً بسيطاً لحزمة تطوير البرامج (SDK) لمطوري الإضافات، فإنها تفتقر إلى العديد من التفاصيل المعقدة الموجودة في المركبات الأخرى المضمنة في Orbiter ، مثل قمرات القيادة ثنائية أو ثلاثية الأبعاد أو الرسوم المتحركة.
اليعسوب
مركبة فضائية معقدة مأهولة تُستخدم في بناء محطات الفضاء . تحاكي هذه المركبة أنظمتها الفرعية المختلفة بمستوى تعقيد أعلى من جميع المركبات الفضائية القياسية الأخرى في برنامج Orbiter ، ما يجعلها مثالًا جيدًا على الإمكانيات التقنية لحزمة تطوير البرمجيات (SDK) الخاصة ببرنامج Orbiter . كما أن نموذج طيرانها يندرج ضمن إمكانيات التكنولوجيا الحالية، ما يجعلها مركبة فضائية "شبه واقعية".
لونا-أو بي 1
محطة فضائية خيالية على شكل عجلة في مدار قمري، مستوحاة من محطة الفضاء الخامسة من فيلم " 2001: ملحمة الفضاء" . تتكون من عجلة متصلة بمحور مركزي ذي شعاعين. يبلغ قطر العجلة 500 متر (1600 قدم) وتدور بتردد دورة واحدة كل 36 ثانية، مما يوفر لركابها تسارعًا مركزيًا قدره 7.6 متر/ثانية مربعة (25 قدم/ثانية مربعة ) .   
كارينا
قمر صناعي علمي خيالي صغير، يُستخدم كحمولة على متن مكوك الفضاء أوربيتر . وهو حاليًا حمولة خاملة تمامًا. يستند هذا القمر إلى تجربة أوروبية مقترحة لكبسولة إعادة دخول الغلاف الجوي، كان من المقرر إطلاقها على متن صاروخ أريان 4 ، والتي أدت لاحقًا إلى تطوير مشروع ARD . [ 22 ]

إضافات المركبة المدارية

محاكاة إطلاق مركبة مدارية باستخدام إضافة تحاكي مهمة ميركوري-أطلس 6

تتيح واجهة برمجة التطبيقات (API) الشاملة لمستخدمي Orbiter المساهمة من خلال إنشاء إضافات. تتوفر العديد من المركبات الفضائية للتنزيل كإضافات، بدءًا من مركبة فوستوك السوفيتية [ 23 ] وصولًا إلى برنامج أبولو [ 24 ] . ومن بين الإضافات الشائعة الأخرى تعديلات على المركبات الفضائية القياسية في Orbiter ، تتراوح بين تغييرات بصرية بسيطة ومحاكاة معقدة للأنظمة الفرعية الداخلية لهذه المركبات الخيالية. ومن أمثلة هذه المركبات الفضائية الافتراضية الأكثر تطورًا سلسلة XR من المركبات [ 19 ] .

تتوفر أيضًا إضافات لقواعد سطحية جديدة، [ 25 ] وأنماط شاشة العرض متعددة الوظائف ، [ 26 ] وتوسيعات لقائمة المحاكاة، ومحطات فضائية، [ 27 ] وكواكب، [ 12 ] وحتى أنظمة كوكبية أخرى. [ 28 ] منذ إصدار Orbiter 2006 ، تم تضمين محرر سيناريوهات، والذي يمكن توسيعه أيضًا لدعم السمات الخاصة للسفن الإضافية. [ 29 ] يمكن استخدام برنامج تثبيت قوائم التعديلات من طرف ثالث من موقع orbiter-mods.com يُسمى Orb لتثبيت حزم التعديلات تلقائيًا. [ 30 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 "الأسئلة الشائعة حول المركبة المدارية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أكتوبر 2018 .
  2. "سجل تغييرات أوربيتر" . 10 ديسمبر 2005. مؤرشف من الأصل في 10 ديسمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 30 أغسطس 2020 .
  3. "إصدار أوربيتر 2024 | منتدى أوربيتر" . www.orbiter-forum.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أغسطس 2025 .
  4. "أصبح برنامج Orbiter الآن مفتوح المصدر" . Orbiter-forum.com . مارتن شفايغر. 27 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2022 .
  5. مارتن شفايغر
  6. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ "مقابلة Techhaze مع مارتن شفايغر" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ ١٧ مايو ٢٠١٣. تم الاطلاع عليها بتاريخ ٥ أغسطس ٢٠١٠ .
  7. 1 2 "مراجعة الفضاء" . تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2010 .
  8. 1 2 "محاكيات ديفيد كليمبر" . مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 7 أغسطس 2010 .
  9. 1 2 3 4 "دليل المركبة المدارية" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أبريل 2009 .
  10. "ويكي أوربيتر" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2010 .
  11. 1 2 "مراجعة Techmixer" . 8 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2010 .
  12. 1 2 "المناظر الطبيعية - الكواكب والصخور" . www.orbithangar.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يونيو 2019 .
  13. "صفحة ويب TrackIR" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 7 أغسطس 2010 .
  14. "مراجعة برنامج Instant Fundas" . 19 فبراير 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2010 .
  15. "ملاحظات فنية حول المركبة المدارية: انتشار متجه الحالة الديناميكي"، مارتن شفايغر، 2006
  16. P. Bretagnon and G. Francou, “Planetary theory in rectangle and spherical variables . VSOP87 solutions” (PDF 840KB), Astronomy & Astrophysics 202 (1988) 309–315.
  17. "أوربيتر: أداة محاكاة المركبات الفضائية المجانية" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أغسطس 2010 .
  18. "صفحة دان على موقع Orbiter" . orbiter.dansteph.com . تم الاطلاع عليها بتاريخ 30 أغسطس 2020 .
  19. 1 2 "Altea Aerospace" . تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2015 .
  20. "تحديث GitHub الذي يدمج XRSound في مستودع Orbiter" . github.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يناير 2025 .
  21. "Orbiter - Download" . orbit.medphys.ucl.ac.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 فبراير 2021 .
  22. "ESA ACRV" . www.astronautix.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يونيو 2019 .
  23. "Vostok v1.1" . www.orbiter-hangar.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مارس 2023 .
  24. "برنامج AMSO المجاني للعبة Orbiter" . www.acsoft.ch . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يونيو 2019 .
  25. "المناظر الطبيعية - قواعد السطح" . www.orbiter-forum.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مارس 2023 .
  26. "الأدوات - شاشات العرض متعددة الوظائف" . www.orbiter-forum.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مارس 2023 .
  27. "المركبات الفضائية - ناسا (المركبات الفضائية/المحطات)" . www.orbiter-forum.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مارس 2023 .
  28. "أنظمة المناظر الطبيعية" . www.orbithangar.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يونيو 2019 .
  29. "إصدار برنامج محاكاة رحلات الفضاء المجاني Orbiter 2006" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أغسطس 2010 .
  30. "orb v1" . orbiter-mods.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يونيو 2023 .