إنشاء تطبيق ويب للمبيان الشمسي (أوريري - Orrery ) يعرض الأجسام القريبة من الأرض

منذ تقديم نموذج ميكانيكي للنظام الشمسي لتشارلز بويل، في عام 1713، أصبحت هذه النماذج تعرف باسم أوريري. كانت الأوريري الأولى نماذج فيزيائية، لكن اليوم يمكننا استخدام العديد من الأدوات لإنشاء أوريري افتراضية تحتوي على المزيد من الميزات من نظرائها الميكانيكية القديمة. التحدي هو إنشاء تطبيق ويب أوريري تفاعلي مضمن في صفحة ويب ويعرض الكواكب والكويكبات القريبة من الأرض والمذنبات القريبة من الأرض والكويكبات الخطرة بالإضافة إلى الأجرام السماوية الأخرى

الخلفية

منذ أن قُدِّم نموذج ميكانيكي للنظام الشمسي إلى تشارلز بويل، إيرل أوريري الرابع، في عام 1713، أُطلِق على هذه النماذج اسم "أوريريز". وفي الوقت الحاضر، لدينا إمكانية الوصول إلى العديد من الأدوات التي تمكننا من تطوير نماذج افتراضية للأجرام السماوية بالإضافة إلى النماذج الميكانيكية. ولكن بغض النظر عن نوع الأوريري الذي يطوره المرء، فمن الضروري تحديد مدارات الأجرام السماوية الموضحة. تصف معلمات كيبلر، التي سميت على اسم يوهانس كيبلر (1571-1630)، مدارًا بيضاويًا؛ وتشمل هذه المعلمات الانحراف، والمحور شبه الرئيسي، والميل، وحجة الحضيض، والشذوذ الحقيقي، وخط الطول (أو الصعود المستقيم) للعقدة الصاعدة.

يمكن أن تصور المرصد الفلكي العديد من أنواع الأجرام السماوية بما في ذلك الكواكب والمذنبات القريبة من الأرض والكويكبات القريبة من الأرض ومجموعة فرعية من المذنبات القريبة من الأرض تسمى الكويكبات الخطرة المحتملة. تُعرف المذنبات القريبة من الأرض والمذنبات القريبة من الأرض والكويكبات الخطرة المحتملة مجتمعة باسم الأجرام القريبة من الأرض. المرصد الفلكي الثابت هو نموذج تفاعلي ثلاثي الأبعاد يعرض موضع الأجرام السماوية، مثل الكواكب والأجرام القريبة من الأرض، بالنسبة للشمس، بينما المرصد الفلكي الديناميكي متحرك بحيث تتغير مواضع الأجرام السماوية على مدار فترة زمنية.

تتوفر العديد من موارد ناسا ذات الصلة بهذا التحدي للجمهور، بما في ذلك قاعدة بيانات للحصول على البيانات اللازمة لتحديد موقع الكواكب والأجسام القريبة من الأرض، ودروس تعليمية لمساعدتك على تعلم كيفية رسم ومحاكاة مدار، ونموذج أوريري يقدم PHA، ومعلمات كيبلر التقريبية للكواكب، وقاعدة بيانات الأجسام الصغيرة التي توفر معلمات كيبلر، والمزيد.

الأهداف

يتمثل التحدي الخاص بك في إنشاء تطبيق ويب أوريري تفاعلي مضمن في صفحة ويب ويعرض الأجرام السماوية مثل الكواكب والكويكبات القريبة من الأرض والمذنبات القريبة من الأرض والكويكبات الخطرة المحتملة.

يمكن أن يعمل أوريري الخاص بك على تثقيف الجمهور حول نظامنا الشمسي. ما نوع أوريري الذي ستطوره لتصوير هذه الأجرام السماوية بطريقة تفاعلية وجذابة بصريًا؟ هل ستنشئ لعبة فيديو تمكن المستخدمين من استكشاف النظام الشمسي، أو مسح الكويكبات لمهام التعدين، أو دفع PHAs إلى مدار أكثر أمانًا؟ هل سيقوم فريقك بإنشاء أورورا ثابتة، أم تطوير أورورا ديناميكية؟ بغض النظر عما تقرر تنفيذه، لا تنس أن تجعل أورورا تفاعلية.

يمكن أن تمنح المشاركة في تحدي تطبيقات الفضاء هذا فريقك خبرة عملية في استخدام بيانات ناسا وأكوادها، والعمل مع مكتبات أكواد الرسومات ثلاثية الأبعاد، وتصميم ونشر تطبيق ويب. يقدم هذا التحدي خيارات للمبتدئين والمتوسطين والمتقدمين لتضعها في اعتبارك، اعتمادًا على مستويات مهارة البرمجة لدى أعضاء فريقك.

اعتبارات محتملة

يمكنك (ولكن ليس مطلوبًا منك) مراعاة ما يلي:

يمكن للفرق ذات المهارات البرمجية المتوسطة إنشاء أوريري ثابت ويمكن للفرق ذات المهارات البرمجية الأكثر تقدمًا إنشاء أوريري ديناميكي.

يمكن للفريق استخدام مكتبات أكواد رسومية ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر مجانية لإنتاج تطبيق ويب يولد أوريري ثابت تفاعلي.

يتطلب إنشاء أوريري ديناميكي موزع مداري.

تتوفر مجموعات بيانات ناسا التي تحتوي على مسارات مدارية للكواكب والأجسام القريبة من الأرض والأجسام القريبة من الأرض والأجسام القريبة من الأرض والأجسام القريبة من الأرض (انظر الموارد).

توفر قاعدة بيانات الأجسام الصغيرة (انظر الموارد) معلمات كيبلر للأجسام القريبة من الأرض والأجسام القريبة من الأرض؛ توفر واجهة المستخدم القيود التالية للحد من كمية بيانات الإخراج:

الحد حسب نوع الكائن/المجموعة - انقر فوق الخيار المرقم للحالة المرقمة ثم انقر فوق مربع الاختيار لاستبعاد شظايا المذنبات.

الحد حسب فئة المدار - حدد أبولو للحد من الإخراج إلى الأجسام القريبة من الأرض التي تعبر مدار الأرض.

قيود الكائنات/المدارات المخصصة - تخطى هذا الخيار ما لم تكن ترغب في تحديد حدود رياضية من خلال معلمات المدار.

عناصر التحكم في اختيار المخرجات - قم بالتمرير لأسفل الحقول المتاحة وحدد معلمات كيبلر، على سبيل المثال، e، a، i، peri، M، n، إلخ...

انقر فوق الزر "الحصول على النتائج" ثم انقر فوق "تنزيل تنسيق CSV" للحصول على البيانات في Excel.

يتضمن قسم الموارد رابطًا إلى ورقة بحثية قد تكون بمثابة مصدر إلهام لحالات الاستخدام المحتملة والوظائف وميزات التصميم لتطبيق ويب يقدم أوريري تفاعلي. فيما يلي أمثلة للميزات الافتراضية التي يمكن أن يتضمنها أوريري الخاص بك:

علامات الكواكب، والأجرام القريبة من الأرض، والأجرام القريبة من الأرض، والأجرام السماوية ذات المدارات القريبة من الأرض.

مسارات مدارية ملونة للأجرام السماوية.

عناصر تحكم واجهة المستخدم لتشغيل العلامات والمسارات المدارية أو إيقاف تشغيلها.

أداة التحكم في السرعة لأوريري ديناميكي.

عنصر تحكم الجدول الزمني لعرض مواضع الأجرام السماوية لبيانات محددة.

أدوات التحكم في وجهة النظر أو للتكبير والتصغير.

التحكم من منظور الشخص الأول لوجهة نظر الطيران بين الأجرام السماوية.

منظر خارجي وداخلي لمركبة فضائية تطير بين الأجرام السماوية في المرصد الفلكي.

عناصر تحكم واجهة المستخدم للحد من عدد الأجسام القريبة من الأرض أو الأجسام القريبة من الأرض أو الأجسام القريبة من الأرض التي سيتم عرضها في المرصد الفلكي.

وظيفة تحميل الملفات والتحكم في مجموعات بيانات معلمات المدار الأخرى.

تتميز العديد من تطبيقات الذكاء الاصطناعي بقدرتها الرائعة على توليد التعليمات البرمجية؛ فكر في تطبيق المعرفة التي اكتسبتها حول معلمات كيبلر والمروجات المدارية لحث مولد التعليمات البرمجية للذكاء الاصطناعي على إنتاج تطبيق ويب يقوم بتحديث موضع الأجرام السماوية.

كجزء من تقديم مشروعك، لا تنس توفير رابط إلى صفحة ويب منشورة بها تطبيق ويب مضمن مع مرصد فلكي تفاعلي.

فكر في اختبار تطبيق الويب الخاص بك في أكثر من متصفح ويب لأن الحكام قد لا يستخدمون نفس متصفح الويب الذي يستخدمه فريقك.

لا تنس الاستشهاد بالمصادر الخاصة بمكتبات التعليمات البرمجية وأدوات تطبيقات الويب ومجموعات البيانات وواجهات برمجة التطبيقات والبرامج التعليمية التي توفر كود المصدر النموذجي.

يتناول قسم من طلب المشروع الذكاء الاصطناعي؛ يرجى ملء هذا القسم إذا كنت تستخدم تطبيق ذكاء اصطناعي لإنشاء كود المصدر من خلال شرح التعليمات التي كتبتها.

للحصول على البيانات والموارد المتعلقة بهذا التحدي، راجع علامة التبويب "الموارد" في أعلى الصفحة. قد تتم إضافة المزيد من الموارد قبل بدء الهاكاثون.