В рамках данного проекта решалась следующая задача, предложенная кафедрой теоретической механики МФТИ:
Имеется спутник с заданными параметрами, движущийся вокруг Земли, к нему с помощью 2-ухстепенного шарнира крепится плоская панель. Также, где-то в другой его точке на поверхности, установлена под определённым углом неподвижная камера, в объектив которой панель не обязательно помещается.
Данная пластина приводится в движении толчком. Уравнение угловой динамики системы известно, движение панели приводит к движению системы в целом. Параметры: кватернион поворота спутника, вектор его угловой скорости, 2 угла поворота панели и 2 угловых скорости панели.
Основная система отсчёта - связанная с осями Земли и постоянным направлением в пространстве.
Промежуточные задачи: 0) Научиться давать булевый ответ на вопрос: "Находится ли спутник в тени Земли по прошествии указанного времени при указанных начальных условиях?". Это часть поддаётся приближению движением материальной точки по орбите Земли.
- Смоделировать движущийся спутник, шарнирно прикреплённую панель, камеру, Солнце и Землю.
- Реализовать освещённость в нашей задаче. Из источников света: далёкий - Солнце и протяженный - Земля. Свет от Земли является отраженным и, соответственно, имеется эффект земного затмения. Учитывается прямое излучение и отраженное, которое строится на физической модели ламбертовского излучателя. Т.о. 2)-й пункт включает в себя также задачу видимости объектов.
- Как итог, смоделировать динамическое изображение с камеры, получаемое при вводимых начальных условиях в течение указанного времени.
Эти данные в дальнейшем будут использоваться заказчиком для решения "обратной" задачи: определение положения пластины на спутнике по реальным изображениям с камер.
МФТИ, 2018 QT c OpenGL