Приложение для изучения космоса на компьютер

Stellarium 0.22.0

Stellarium — бесплатная программа для просмотра звездного неба, виртуальный планетарий.

Google Earth — программа для работы с моделью Земли, построенная на основе спутниковых фотографий.

новости

минимальные

Linux/Unix; Windows 7 и выше; Mac OS X 10.12.0 и выше
3D видеокарта с поддержкой OpenGL 3.0 и GLSL 1.3 или OpenGL ES 2.0
512 MiB оперативной памяти
600 MiB on disk
Клавиатура
Мышь, сенсорная панель или аналогичное указывающее устройство

Исследование Вселенной

Для пользователя движения ничем не ограничиваются, легко и непрерывно можно осуществлять переход между космическими объектами и управлять масштабированием. Управление полетом сравнимо с управлением в играх-шутерах, присутствует даже движение и с инерцией и «Автопилот». Просчет движения планет по орбитам происходит в режиме реального времени, при этом возможно ускорение, замедление и обратный ход течения времени.

Данные и характеристики известных космических объектов соответствуют каталогам NGC/IC и HIPPARCOS. Пользователь может сам дополнять каталоги, модели и текстуры. Все объемные 3d модели галактик и туманностей представлены с учетом поглощающих пылевых облаков, 3d рельеф поверхности звезд и планет проецируется на основе реальных данных собранных космическими зондами. В программе присутствуют световые эффекты — солнечные затмения, короны, тени колец и освещение планетарных тел друг другом.

Первый запуск Stellarium: что и куда нажимать.

Итак, после запуска установки и запуска программы — она автоматически определит ваше местоположение и покажет вам вид из этой точки (т.е. Вы пока еще стоите на Земле).

Чтобы начать использовать программу — нажмите клавишу F6 (либо воспользуйтесь меню в нижнем левом углу — «Окно местоположения»).

Первый запуск программы - нажмите F6

Первый запуск программы — нажмите F6

Далее перед вами появится небольшое окно «Место» : укажите ту планету или место, откуда и что вы хотите посмотреть. Например, я хотел взглянуть на Землю с Луны — значит в строке «Планета» нужно указать «Луна» . См. пример ниже.

Луна — смотрим в телескоп с Луны

Луна — смотрим в телескоп с Луны / Кликабельно

Земля

Можно посмотреть на нашу планету из космоса, вид достаточно захватывающий и интересный. Причем, отмечу, что это не игровое приложение, и вид в нем построен на основе тысяч реальных снимков и научных исследований.

Как выглядит Земля из космоса, если на нее смотреть с Луны

Кстати, центром размещения телескопа можно указать и наше Солнце (сразу становится видно насколько наша планета маленькая и как она далека от него).

Солнце

Обратите внимание, что если вы мышкой выберите какое-то звездное тело (планету, скажем) — то в левом верхнем углу получите достаточно подробное ее описание. Например, у меня на скриншоте ниже продемонстрирована информация о Солнце (приведено: полное название звезды, ее величина, созвездие, расстояние и пр.).

Обозреватель солнечной системы

Солнечная система

Если в поисковой строке ввести «Обозреватель солнечной системы» — то можно оценить размеры наших планет и Солнца. Посмотрите на картинке ниже насколько Земля и Венера близко к солнцу, и как далеко от него Юпитер, и тем более Сатурн (в картинках учебников реальные габариты и расстояния явно сюрреалистичные. ).

Земля и Венера близко к Солнцу, а Сатурн очень далеко!

Кстати, не могу не отметить, что положение планет и звезд в программе Stellarium постоянно меняются, и освещение тоже (в т.ч. восход и закат). Обратите внимание в этом плане на Луну — хорошо видно, какая сторона и когда у нее освещена.

Луна

Расстояние до Земли: 384 400 км;
Ускорение свободного падения: 1,62 м/с²;
Радиус: 1 737,1 км;
Возраст: 4,53E9 лет;
Период обращения: 27 дней.

Если приблизить планету Марс и посмотреть на нее поближе — то вы, несомненно, сразу же заметите несколько ее спутников: Фобос, Деймос. Сама планета тоже заметно отличается от остальных: ее поверхность темно красная и напоминает собой один большой вулкан.

Марс

Кстати, если вы сравните размер Марса и Юпитера — то заметите, что звездная величина у них различная почти в 4 раза! (2,36 и 9,22 см. скрины выше и ниже).

Интересные факты о Марсе:

На поверхности: от −153 °C до +35 °C;
Экваториальная скорость вращения: 868,22 км/ч;
Масса (m): 6,4171⋅1023 кг;
Орбитальная скорость (v): 24,13 км/с (средн.); 24,077 км/с;
Площадь поверхности (S): 1,4437⋅108 км²;
Эксцентриситет орбиты (e): 0,0933941.

Юпитер

Юпитер — это пятая планета в Солнечной системе. Отличается она тем, что состоит из газа и ряда тяжелых элементов. Т.е. это нечто другое, к чему мы привыкли на Земле.

Кстати, масса Юпитера меньше в 1000 раз Солнца, зато она больше, чем у всех других планет в нашей системе! Также стоит отметить, что у Юпитера не 1 и не 2 спутника, а несколько десятков.

Просмотр Юпитера и его спутников

Просмотр Юпитера и его спутников / Кликабельно

Масса: 1,898E27 кг (317,8 M⊕);
Радиус: 69 911 км;
Расстояние от Солнца: 778 500 000 км;
Ускорение свободного падения: 24,79 м/с²;
Период обращения: 12 лет;
Спутники: Европа, Ганимед, Ио, Каллисто, Валетудо, Амальтея и др.

Сатурн

Это шестая планета в Солнечно системе. Как и Юпитер представляет из себя газового гиганта. Очень примечательная эта планета тем, что вокруг нее есть несколько больших колец, напоминающих диски (это скопление пыли и мелких частиц различных тяжелых элементов).

Сатурн и его спутники

Сатурн и его спутники / Кликабельно

Масса: 5,683E26 кг (95,16 M⊕);
Расстояние от Солнца: 1,434E9 км;
Радиус: 58 232 км;
Площадь поверхности: 4,27E10 км²;
Период обращения: 29 лет;
Спутники: Титан, Энцелад, Мимас, Тефия, Диона, Япет, Феба, и др.

Использование программного обеспечения для компьютерного сопровождения курса астрономии

В начале 21 века астрономия стала одним из лидеров современного естествознания. 2009 год объявлен ЮНЕСКО Международным годом астрономии. Формирование у учащихся астрономической картины мира, изучение основ астрофизики является важной задачей современной школы. При изучении курса астрономии особый интерес представляет использование программного обеспечения для компьютерного сопровождения данного курса. Мною был изучен ряд программ для использования их согласно тематическому планированию курса астрономии.

Для изучения звезд и созвездий с успехом можно применять электронный планетарий Stellarium. Программа Stellarium является бесплатной и может быть загружена с сайта www.stellarium.org . Программа была создана усилиями международной группы энтузиастов, таких как, координатор проекта Фабиан Шеро, разработчик Роб Спирман,. По словам самих разработчиков: Stellarium — это, находящийся в свободном доступе планетарий для вашего компьютера. Он показывает в трехмерном виде реалистичное небо, почти как если бы вы наблюдали его невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Планетарий может быть использован в проекторах, просто вводите нужные координаты и работайте».В настоящее время последней версией программы является версия 0.10.0.

Рис. 1. Звездное небо в программе Stellarium.

Версия 0.10.0 имеет следующие особенности:

Встроенный каталог на более чем 600 000 звезд.
Расширенный каталог на более чем 210 млн. звезд.
Созвездия и их художественный изображения.
Изображения созвездий в 11 разных культурах.
Изображения туманностей (полный каталог Мессье).
Реалистичный Млечный Путь.
Крайне реалистичная атмосфера, восход и закат.
Планеты и их спутники.

Рис. 2. Художественные изображения созвездий.

Мощное увеличение.
Контроль времени.
Многоязыковой интерфейс.
Проекция «рыбьего» глаза для наблюдения небесного купола.
Сферическая зеркальная проекция для вашего собственного малобюджетного планетария.
Полностью новый графический интерфейс и улучшенные контроль с клавиатуры.
Контроль за телескопом.

Экваториальные и азимутальные сети.
Мерцание звезд
Падающие звезды.
Симуляция затмения
Различные пейзажи мест наблюдения со сферической панорамной проекцией.

Рис. 3. Рабочее окно программы Stellarium

Электронный планетарий Stellarium прдставлен в трех версиях:

Версия для ОС Lnux
Версия для Mac OS X
Версия для ОС Windows.

Программа работает только в учетной записи с латинским названием, например Family вместо Семья. Разработчики программы создали возможность пользователю вносить в программу свои объекты, туманности, планеты, изображения.

В моделировании поверхности Луны, отображения лунных фаз в реальном времени, изучении геологии Луны возможно применение программы Virtual Moon Atlas — Виртуальный Атлас. Программа является бесплатной и доступна для скачивания на сайте www.ap-i.net . Ее разработали французы Кристиан Легран и Патрик Шевалье. Виртуальный Атлас Луны был загружен более 500 000 раз по всему миру. Программа была использована в нескольких книгах, журналах, наблюдениях, университетах и веб-сайтах. Использована в подготовке к индийской лунной программе Chandrayan 1. Рекомендована Европейским космическим агенством (ЕКА) и Министерством образования Франции. В настоящее время последней версией Атласа является версия 4.0, вышедшая в мае 2008.

Данная программа, созданная Патриком Шевалье и Кристианом Леграном может отображать видимость Луны на любой день и час, управлять компьютеризированными телескопами при наблюдении Луны. Также она позволяет изучать лунные образования с помощью уникальной базы данных (более 8000 наименований) и библиотеки изображений (более 6000 наименований), составленных Кристианом Леграном.Программа приспособлена как для работы «на месте», так и для изучения Луны и лунного рельефа в домашних условиях. Интерфейс был создан на основе бесплатной астрономической программы Патрика Шевалье «Атлас неба / Sky charts» .

В программе использованы материалы Jeff Gillis из института «Lunar and planetary institute», который разрешил Кристиану Леграну использовать изображения из атласа «Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon» (LOPAM). Этот замечательный атлас расположен на сайте:

Также были использованы материалы David Seals из Лаборатории «Jet Propulsion Laboratory» за предоставление высококачественных Лунных текстур с сайта:

«United States Geological Survey» (USGS) имеет сайт «Astrogeology / Webgis», предоставляющим геологические карты Луны, впервые используемые в версии 1.5.

Интеграция изображений, сделанных миссиями Apollo, стала возможна благодаря разрешению NASA на публичный показ, описанном на сайте:

Рис. 4. Облетая Луну в программе Virtual Moon Atlas.

Вкратце можно сказать, что авторы создали программу бесплатной для начинающих астрономов, наблюдателей луны и студентов, хотящих попрактиковаться в селенографии. Авторы хотят продвинуть наблюдения Луны и знания о ней в массы, т.к. это станет одним из следующих шагов человека в изучении космоса.

Говоря о различных астрономических программах, мы упомянули и программы, специализированные (то есть звезды, Луна), так мы можем говорить и от трехмерных симуляторах Вселенной. К числу наиболее удачных можно отнести Celestia.

Рис. 5. Space Shuttle над Флоридой.

Celestia как и все перечисленные программы является свободной и может быть загружена с сайта www.shatters.net . Программа работает в ОС Linux, ОС Windows, Mac OS X. Программа, основываясь на каталоге Hipparkos, позволяет пользователю рассматривать объекты размеры от искусственных спутников до полных галактик в трех измерениях, используя технологию OpenGL. В отличии от большинства других симуляторов пользователь способен свободно путешествовать по Вселенной. НАСА и ЕКА использую Celestia. В настоящее время последней версией программы является версия 1.5.1, вышедшая в мае 2008г. Программа отличается удобством работы и поддерживает режим «ввел объект — идешь к нему».

Рис.6. Вид на Землю из космоса в программе Celestia.

В Celestia созданы большие возможности для возможных расширений, так можно добавлять свои космические тела, дополнительные каталоги спутников, космические корабли и прочее.

Рис. 7. Вояджер-2 при облете Нептуна в 1989. Моделирование в Celestia.

И наконец также существует еще одни вид астрономических программ — программы симуляторы космического полета. Я предлагаю воспользоваться программой Orbiter, находящейся в свободном доступе. Программа может быть загружена на сайте orbit.medphys.ucl.ac.uk и позволяет пользователю создать картину управления космическим кораблем. По сравнению с ранее перечисленными программами практическая ценность Orbiter меньше, но программа отличается красивой визуализацией и графикой и создает иллюзия реального космического полета.

Рис. 8. Space Shuttle над мысом Канаверал в программе Orbiter.

В программе Orbiter также созданные условия для добавления своих дополнений, новых космических кораблей, станций и прочего. Они размещены на самом сайте программы, так и на нескольких других, как например, сайте orbithangar.com, где собрана большая коллекция дополнений, делающих симулятор более интересным и разнообразным.

Рис. 10. Управление Space Shuttle в программе Orbiter.

В заключение хочется сказать, что представленный список программ является лишь малой частью научно-популярного программного обеспечения, посвященному космосу, но данная подборка включила в себя по мнению автора наиболее яркие и полезные в обучении программы, находящиеся в свободном доступе, что рекомендует данный перечень программ к использованию в образовательном процессе в рамках курса астрономии и смежных с ней наук (географии, физики).