🚀 Rocket Simulation

📖 Opis projektu

Projekt został stworzony z myślą o nauce i rozwoju umiejętności programistycznych. Głównym celem było stworzenie symulacji lotu rakiety, umożliwiającej przewidywanie trajektorii na dużych dystansach. Program pozwala na dodawanie nowych planet, zmianę parametrów rakiety i testowanie różnych scenariuszy lotu.

Projekt powstał w ramach studiów na kierunku Fizyka Techniczna, a także z chęci zdobycia nowych doświadczeń w programowaniu.

🖼 Zrzut ekranu

Widok z symulacji:

Działanie zooma:

🚀 Funkcjonalności

• Symulacja lotu rakiety z uwzględnieniem grawitacji planet.
• Możliwość dodawania własnych planet oraz zmiany parametrów rakiety.
• Przewidywanie trajektorii lotu na bardzo dużych dystansach.
• Interaktywna symulacja, gdzie można zmieniać zoom i poruszać się po przestrzeni.

Note

Aktualnie planety można tylko dodawać bezpośrednio w kodzie, w pliku core/game.py

🛠 Instalacja

Wymagania

Aby uruchomić projekt, musisz mieć zainstalowane następujące biblioteki:

• numpy==2.2.1
• pygame==2.6.1
• pymunk==6.9.0
• scipy==1.15.1

Uruchomienie

Sklonuj repozytorium:

git clone https://github.com/Szynszek/rocket-simulation.git

Przejdź do katalogu projektu:

cd rocket-simulation/rocket-simulation

Zainstaluj wymagane pakiety, używając polecenia:

pip install -r requirements.txt

Uruchom program:

python main.py

Zostanie otwarte okno symulacji, w którym można:

• Poruszać się za pomocą strzałek.
• Zmieniać powiększenie za pomocą kółka myszy.

Co zobaczysz na początku:

• Trzy planety: Ziemia oraz dwie fikcyjne planety w pobliżu pozycji startowej rakiety, które pozwalają na testowanie przewidywania trajektorii.

🎮 Interakcja

• Strzałki – poruszanie rakietą (Strzałka w góre – zmiana ciągu).
• Kółko myszy lub Klawisze -, = – Zmiana poziomu zoomu.
• Klawisz r – Restartowanie symulacji.
• Klawisze ,, . – Zmiana prędkości symulacji.

🔬 Jak działa symulacja?

Trajektoria lotu rakiety obliczana jest przy użyciu prawa powszechnego ciążenia Newtona:

$$ F = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} $$

Gdzie:

• ( F ) – siła grawitacji,
• ( G ) – stała grawitacyjna,
• ( m₁, m₂ ) – masy ciał (rakieta i planeta),
• ( r ) – odległość między ciałami.

Do obliczeń numerycznych trajektorii rakiety wykorzystano zaawansowany algorytm RK45 (Runge-Kutta 4/5) - popularny algorytm adaptacyjny do rozwiązywania równań różniczkowych, co zapewnia:

• Wysoką dokładność przewidywania trajektorii.
• Efektywne wykorzystanie zasobów obliczeniowych.

🛠 Główne biblioteki używane w projekcie

• Pygame – do renderowania wizualizacji symulacji.
• Pymunk – do obsługi fizyki kolizji i symulacji.
• SciPy – do zaawansowanych obliczeń numerycznych.

🌍 Plany na przyszłość

• Możliwość dodania obiektów bezpośrednio w symulacji, a nie w kodzie.
• Dodanie dodatkowych sił np. oporu powietrza.
• Dodanie większej liczby planet (Cały układ słoneczny).
• Rozbudowa interfejsu użytkownika (UI).
• Ulepszona zmiana parametrów rakiety.
• Wprowadzenie nowych funkcji, takich jak możliwość dodawania satelitów czy lepsze przewidywanie trajektorii.
• Dodanie wieloprocesorowości dla zwiększenia wydajności.

‍💻 Autor

Projekt stworzony przez Szymona Błasiaka, studenta Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej oraz Fizyki Technicznej. GitHub: Szynszek