انجمن علمی هوافضا بویین زهرا 4164

292 viewsMetghalchi, 13:02

معرفی نرم افزار STK

نرم افزار STK
مانند همه رشته‌های مهندسی، مهندسی فضایی هم نیازمند ابزارهایی برای شبیه سازی و تحلیل سیستم‌ها و محیط‌های مورد نظر است. اگر چه هر یک از تحلیل‌های مرتبط با بحث‌های سازه‌ای (جامداتی)، تحلیل‌های آیرودینامیکی یا به طور کلی‌تر سیالاتی، تحلیل‌های دینامیکی و کنترلی در نرم افزارهای مختص خودشان مانند ANSYS، ABAQUS، MSC Fatigue، Fluent، COMSOL، STAR CCM، MATLAB و ...... با دقت و صحت بالایی انجام می‌شوند. اما در مهندسی فضایی به نرم افزاری نیاز داریم که در سطح سیستم و فارغ از جزییات تحلیل‌های جامداتی، سیالاتی و ... به بررسی ماموریت‌ها بپردازد. از طرفی نرم افزاری لازم است که در آن مشخصات مداری، شرایط فضا، اجزای ماموریت‌های فضایی از ماهواره و پرتابگر گرفته تا آنتن‌ها و سنسورهای سنجش موجود یا قابل مدلسازی باشد. یکی از معروف‌ترین و معتبرترین ابزارهای این حوزه در سراسر دنیا، نرم افزار STK است.
نرم افزار System Tool Kit یا به اختصار STK که قبلا با نام Satellite Tool Kit منتشر می‌شد، یک نرم افزار مولتی فیزیک از شرکت Analytical Graphics, Inc یکی از بخش‌های شرکت بزرگ ANSYS است که مهندسان و محققان را قادر می‌سازد تا تحلیل‌های پیچیده‌ای از سامانه‌های زمینی، دریایی، هوایی و فضایی انجام داده و نتایج را در یک محیط یک پارچه به اشتراک بگذارند.

تاریخچه نرم افزار STK
اولین تلاش‌ها برای تشکیل Analytical Graphics, Inc در سال 1989 توسط سه مهندس انجام شد که از شرکت GE Aerospace جدا شدند تا Satellite Tool Kit (STK) را به عنوان یک جایگزین برای نرم افزار (سفارشی) مخصوص پروژه‌های هوافضا، ایجاد کنند. اولین نسخه نرم افزار STK تنها بر روی میکروسیستم‌های خورشیدی قابل اجرا بود، اما بعدها با قدرتمندتر شدن کامپیوترها، کدهای این نرم افزار به گونه‌ای تغییر یافت که قابل اجرا بر ویندوز نیز شد.
پس از آن نسخه‌های مختلف نرم افزار منتشر شدند تا سال 2020 که نسخه 12.1 این نرم افزار برای اولین بار با نام System Tool Kit منتشر شد تا قابلیت‌های خود را در شبیه‌سازی سیستم‌های دریایی، زمینی و ... نیز به نمایش بگذارد.
قابلیت های نرم افزار STK
طبق بیان سایت AGI ، نرم افزار STK یک اپلیکیشن مهندسی ماموریت برای صنایع هوافضا، دفاعی، مخابرات و .... است. یک محیط دقیق و مدلسازی بر اساس فیزیک برای تحلیل پلتفرم‌ها و محموله‌های در بستر یک ماموریت واقعی، فراهم کرده است.
با نرم افزار STK شما می توانید:
عملکرد سیستم‌های پیچیده را با تمرکز بر محیط‌های عملیاتی آن‌ها آنالیز کنید.
سیستم‌های با شبیه‌سازی سه‌بعدی و متغیر با زمان که شامل عوارض زمینی با وضوح بالا، تصویربرداری ارتباطات RF و ..... مدل کنید.
مدل‌های دقیقی از اجزای زمین، دریا، هوا و فضا، انتخاب کنید، بسازید یا از محیط دیگری وارد کنید و برای نمایش دادن سیستم‌های موجود یا مطلوب، آن‌ها را ترکیب کنید.
سیستم کلی از سیستم‌ها، در هر موقعیت و هر زمانی شبیه سازی کنید تا درک روشنی از رفتارهای آن و عملکرد ماموریت به دست آورید.
به بیان دیگر نرم افزار STK بستری برای شبیه‌سازی ماموریت‌ها و سناریوهایی در محیط‌های فضایی، هوایی، دریایی و خشکی است. اجزای این ماموریت‌ها سامانه یا سامانه‌هایی هستند که بتوانند در این محیط‌ها خدمات ارائه دهند، مانند ماهواره‌ها، هواپیماها، موشک‌ها، کشتی‌ها حتی اتوموبیل‌ها و .... علاوه بر شبیه سازی و مدل سازی اجزایی که بیان شد، می‌توان محیط‌های هوایی و فضایی را هم در نرم افزار STK مدل کرد. همچنین می‌توان میزان تداخل‌های رادیویی و گرانش سیاره و ستاره‌های دیگر را بررسی کرد.

مدلسازی ماهواره به عنوان یک سامانه پیچیده تنها به تولید نقاط مداری آن خلاصه نمی‌شود. ما با اضافه کردن الحاقات (attachments) آنتن‌ها مخابرات و سنسورهای سنجش، می‌توانیم رویدادها و واکنش‌های سایر اجزا مثل خورشید، زمین، ایستگاه زمینی و ... را در تقابل با این ماهواره یا هواپیما مورد بررسی و تحلیل قرار دهیم. نرم افزار STK تنها یک ابزار شبیه سازی سامانه نیست بلکه یک نرم افزار محاسباتی و هوشمند است که با دریافت ورودی‌های مناسب از طراح ماموریت، خروجی‌های بسیار جذابی را برای کاربر مهیا می‌کند. به عنوان چند نمونه از قابلیت‌ها و ویژگی‌های نرم افزار STK می‌توان به طراحی ماموریت‌های بین سیاره‌ای، بهینه‌سازی مصرف سوخت و زمان ماموریت، ارتباط این نرم افزار با محیط‌های برنامه نویسی مثل MATLAB، C++، JAVA و همچنین نرم افزارهای تحلیلی اشاره کرد.

360 viewsMetghalchi, 13:02