Nox Oculis


Les logiciels de simulation (2) / Mario Tessier -- Astronomie-Québec 2(6), novembre-décembre 1992, pages 27-29.


« Et pourtant elle bouge !». Galilée

Aujourd'hui, nous continuons l'étude des logiciels de simulation que nous avons commencée dans la précédente chronique. Comme nous l'avons déjà vu, la simulation consiste à reproduire la dynamique d'un système quelconque grâce à l'utilisation d'un modèle mathématique. Dans le cas qui nous intéresse, il s'agit évidemment des lois de la mécanique céleste, et notamment, de la loi de la gravitation universelle.

Rappelons brièvement les différents types de logiciel de simulation sur lesquels nous nous pencherons : 1) la simulation planétaire ou les "orrery", 2) la simulation d'amas stellaires, et 3) la simulation de véhicules spatiaux (satellites artificiels et sondes spatiales).

  1. Simulation planétaire

    Dans cette catégorie, nous retrouvons les logiciels dont la fonction consiste à simuler la ronde des planètes autour du soleil. Pour plusieurs amateurs, il s'agit de l'application la plus intéressante de ce type d'outil car elle vient compléter à merveille la faiblesse traditionnelle des logiciels de planétarium, où les étoiles et les objets de ciel profond recoivent plus d'attention que les objets planétaires.

    Ces programmes offrent donc aux amateurs la possibilité de choisir un objet céleste (planète, comète, ou astéroide) et d'observer sa trajectoire autour du Soleil. Ils comportent la plupart du temps des fonctions d'animation permettant d'accélérer les mouvements, de dessiner l'orbite selon n'importe quel angle désiré, de montrer les positions héliocentriques, et de donner des informations factuelles (albédo, masse, densité, distance, etc.) sur les objets étudiés.

    Toutefois, la sophistication de ce type de logiciel varie considérablement de l'un à l'autre. Par exemple, on trouve sur le marché des programmes dont l'interface rappelle les vieux planétaires mécaniques (Howington Orrery), en passant par des logiciels plus puissants (Solarsim) où l'on peut se placer à n'importe quel endroit du système solaire pour observer l'orbite des objets, jusqu'à la merveille des merveilles informatiques (Dance of the Planets) où l'écran nous offre une représentation out aussi réaliste qu'au télescope.

    Dance of the Planets, à laquelle nous consacrerons éventuellement une chronique entière, constitue effectivement le bijou et le fer de lance de la simulation astronomique. Ses capacités de calcul en font un outil scientifique de premier ordre pour qui désire reproduire avec précision les mouvements planétaires. C'est un instrument fort utile pour l'amateur intéressé à l'archéo-astronomie, par exemple. Par ailleurs, son affichage VGA couleur, qui constitue son intérêt principal, offre des images numérisées des planètes dont le réalisme est à couper le souffle ! La palette de phénomènes astronomiques que Dance of the Planets peut reproduire, et cela avec un réalisme saisissant, est considérable : éclipse solaire et lunaire, occultation, conjonction et transit, anneaux planétaire et queue cométaire, etc.

    Par contre, il possède quelques défauts qui amoindrissent nettement son utilité scientifique : 1) il ne génére pas de tables d'éphémérides, 2) son horloge (dont l'interface montre une version analogique !) est difficile à contrôler efficacement, 3) sa lenteur (bien compréhensible, d'autre part) nécessite sinon encourage l'utilisation d'un coprocesseur mathématique, et, 4) finalement, son prix prohibitif le met hors de portée de la bourse de nombreux amateurs.

    TITRE : Animation du système solaire
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 295 FB
    SUPPORT    : Cartes CGA\EGA\VGA
    ADRESSE    : Alphonse Pouplier
    ANNEE      : 1991
    DEMO DISPONIBLE
    COMMENTAIRE : Excellent programme réalisé en français par un
                  astronome belge.  On visionne les orbites des
                  planètes selon l'angle désiré pendant que le
                  programme affiche la date et la saison.  L'affichage
                  VGA offre une simulation très réussie.  De plus, les
                  éphémérides (coordonnées en ascension droite et
                  déclinaison) en font un logiciel fort utile.  En mode
                  CGA, les planètes sont montrés dans les
                  constellations zodiacales où elles se trouvent.
    
    
    TITRE : Dance of the Planets 2.5
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 195 $US
    EQUIPEMENT : 640 Ko RAM ; disque rigide et co-processeur math.
                 recommandés
    SUPPORT    : Souris ; cartes EGA\VGA
    ADRESSE    : A.R.C. Science Simulations
                 P.O. Box 1955S
                 Loveland, CO 80539
    TELEPHONE  : (303) 667-1168
    ANNEE      : 1992
    DEMO DISPONIBLE               PRIX : 10 $ US
    RECENSION  : Sky & Telescope, December 1989, p.642
    RECENSION  : Scientific American, September 1990
    RECENSION  : Astronomy, February 1990, p.97
    RECENSION  : Astronomy, May 1992, p.100-101.
    RECENSION  : Sky & Telescope, June 1992, p.677
    COMMENTAIRE : Montre les configurations planétaires de 999 av.JC
                  jusqu'à 9999 ap.-J.C. 1300 comètes, 4100 astéroides,
                  1500 étoiles.  Nécessite 1.3 Mo d'espace.  Excellent.
                  Recommandé.
    
    
    TITRE : Howington Orrery
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 39.95 US     POSTE : 5 $US
    SUPPORT    : Cartes CGA\EGA\VGA
    ADRESSE    : Zephyr Services
    ANNEE      : 1991
    COMMENTAIRE : Inclus soleil, planètes, Halley et Voyager I et II.
                  Manuel.
    
    
    TITRE : Solarsim 1.1
    ORDINATEUR : IBM              PRIX :
    SUPPORT    : Carte CGA
    ADRESSE    : Interstel Corporation
                 P.O. Box 57825
                 Webster, TX 77598
    TELEPHONE  : (713) 486-4163
    ANNEE      : 1985-1987
    COMMENTAIRE : Excellent programme, malheureusement désuet, mais
                  toujours utile.  Dessine les orbites des planètes et
                  de la comète de Halley (ainsi que des objets dont on
                  définit les éléments orbitaux) selon n'importe quel
                  point de l'espace et selon l'agrandissement désiré.
                  Affiche également le ciel vu de n'importe quel objet
                  du système solaire. Donne finalement une table
                  d'éphémérides comprenant les coordonnées célestes en
                  ascension droite et déclinaision, de même qu'en
                  azimut et altitude.  Superbe logiciel, dont
                  l'interface est maintenant désuet mais qui ne possède
                  toujours pas d'équivalent dans le monde IBM.  Son
                  plus proche compétiteur est Voyager pour ordinateur
                  Mac.
    
    
    TITRE : Star Generation System 3.10
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 10 $US
    SUPPORT    : Carte CGA\EGA\VGA
    ADRESSE    : Geir Lanesakog
                 P. O. Box 229
                 DeKalb, IL 60115
    ANNEE      : 1991
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Prix de base : 10 $US.  Prix pour la version courante
                  et la mise à jour : 20 $US.  Génère aléatoirement ou
                  sur demande des systèmes stellaires comprenant
                  étoiles, planètes, satellites, ceintures
                  d'astéroides.  Le logiciel possède une valeur
                  certaine valeur scientifique bien qu'il repose sur un
                  plusieurs postulats invérifiables.
    
    
    TITRE : Visible Universe
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 95 $US       POSTE : 5 $US
    EQUIPEMENT : 512 Ko RAM ; 2 lecteurs
    SUPPORT    : Souris ; cartes EGA\VGA 16 couleurs
    ADRESSE    : Parsec Software
                 1949 Blair Loop Road
                 Danville, VA 24541
    TELEPHONE  : (804) 822-1179
    ANNEE      : 1988
    RECENSION  : Sky & Telescope, March 1988
    COMMENTAIRE : Version Standard : 95 $US.  Version Professional :
                  195 $US (EGA et disque rigide).  Manuel de 100 pages.
                  9 163 étoiles et 8 100 objets.  Eclipse.  Très bien
                  fait.
    
    
    TITRE : Vistapro
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 89.95 $US
    EQUIPEMENT : 640 Ko RAM ; disque rigide (3 Mo)
    SUPPORT    : Cartes VGA\SVGA
    ADRESSE    : Virtual Realities
    ANNEE      : 1992
    COMMENTAIRE : Permet de recréer des paysages en 3D grâce à des
                  images fractales en 256 couleurs.  On peut ajuster
                  l'angle de la caméra, la longueur focale,
                  l'agrandissement, etc.  On peut assembler des
                  séquences grâce à une fonction d'animation.
    


  2. Simulation d'amas stellaires

    Ce type de logiciel s'attache à décrire les mouvements de grands ensembles d'étoiles comme les amas ou les galaxies. Certains programmes sont des simulateurs gravitationnels comme Cluster ou Galaxy Collision, tandis que d'autres reproduisent seulement l'aspect visuel des constellations ou des amas comme Astro-3D et Cluster Builder.

    Galaxy Collision constitue par ailleurs l'exemple parfait d'un bon logiciel de simulation. Son algorithme (ou liste d'instructions) est très simple puisque basé sur les formules de base de l'attraction gravitationnelle. En s'inspirant de cet algorithme, un amateur possédant quelques notions de programmation saura rédiger sans grandes difficultés le logiciel qui en découle. Il aura ainsi sous la main un court programme susceptible de donner des performances comparables aux superordinateurs -- du moins, de façon qualitative ! En effet, alors que les astrophysiciens utilisent des ordinateurs très puissants afin de simuler quantitativement le mouvement de millions d'étoiles, l'amateur, lui, peut se contenter d'une approximation en ne se servant que d'un millier d'objets s'il ne désire qu'une représentation visuelle du résultat. Des simulations de moins d'une heure lui montrera alors divers types de galaxies que les astronomes commencent seulement à recenser : spirales inversées, ponts de matière, anneaux d'étoiles, etc.

    Les logiciels GalaxCrash ne sont que des versions plus ou moins sophistiquées d'un programme de domaine public dont l'algorithme a été conçu par M.C. Scroeder et Neil F. Comins, et publié dans la revue Astronomy de décembre 1988, page 90. Considérant les prix (exorbitants !) de ces logiciels, nous recommandons fortement d'acquérir plutôt un des multiples versions gratuites disponibles en partagiciel ou dans le domaine public sur les babillards électroniques.

    
    Titre : Astro-3D
    Ordinateur : IBM              Prix : 39.95 $US    Poste : 5 $US
    Support    : Cartes CGA\EGA\VGA
    Adresse    : Zephyr Services
    Année      : 1991
    Commentaire : Montre comment la forme des constellations change en
                  s'éloignant du soleil vers les étoiles les plus
                  proches.
    
    
    Titre : Cluster
    Ordinateur : IBM              Prix : $US
    Equipement : Carte CGA
    Partagiciel
    Commentaire : Programme très simple pour montrer la dynamique d'un
                  amas d'étoiles.  On ne peut contrôler aucun
                  paramètre gravitationnel.
    
    
    Titre : Cluster Builder
    Ordinateur : IBM              Prix : $US
    Support    : Carte CGA
    Année      : 1988 ?
    Partagiciel
    Commentaire : Simple programme destiné à reproduire l'aspect d'amas
                  ouverts ou globulaires.
    
    
    TITRE : GalaxCrash
    ORDINATEUR : IBM               PRIX : 29.95 $US
    SUPPORT    : Carte CGA
    ADRESSE    : Zephyr Services
    ANNEE      : 1991
    Commentaire : Version commerciale d'un logiciel de domaine public.
                  Assez semblable aux versions de type partagiciel.
    			  
    
    TITRE : GalaxCrash Plus
    ORDINATEUR : IBM               PRIX : 49.95 $US
    SUPPORT    : Cartes EGA\VGA
    ADRESSE    : Zephyr Services
    ANNEE      : 1992
    COMMENTAIRE : Version de luxe de GalaxCrash.
    
    
    TITRE : Galaxy Collisions
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : gratuit ?
    SUPPORT    : Carte VGA ; coprocesseur mathématique
    ADRESSE    : Luigi Bianchi
                 414 Atkinson College
                 York University
                 4700 Keele Street
                 North York (Ontario)   M3J 1P3
    ANNEE      : 1991
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Excellente version VGA de l'algorithme de base.
                  Interface bien fait et clair. Excellent. Recommandé.
    


  3. Simulation orbitale de véhicules spatiaux

    Le dernier type de logiciel de simulation que vous verrons s'attache à suivre de diverses manières les évolutions des véhicules spatiaux, satellites artificiels, sondes spatiales. On retrouve parmi ces programmes des outils scientifiques de premier ordre comme JPL Clock, véritable horloge utilisée à la NASA, ou Grand Tour, développé spécifiquement pour suivre la mission Voyager.

    TITRE : Apollo Mission Simulator 1.1
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 20 $US
    EQUIPEMENT : 256 Ko RAM ; coprocesseur mathématique
    SUPPORT    : Carte CGA\Hercules
    ADRESSE    : Albert H. Reynolds III
                 1558 Cotton Tree Drive
                 Creve Coeur, MO 63146
    TELEPHONE  : (408) 730-9291
    ANNEE      : 1987
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Simulateur de mission d'exploration lunaire.
                  Activités possibles : planification de la mission,
                  mission d'entrainement, retour au laboratoire orbital
                  lunaire, procédures d'échec, sorties extra-
                  véhiculaires, alunissage.  Permet de contrôler tous
                  les détails d'une mission, de la navigation sptiale à
                  la conduite du véhicule lunaire.  Affichage en mode
                  texte, pas d'écrans graphique.  Programme très
                  difficile à maitriser, recommendé uniquement aux
                  amateurs très avancés.  La simulation d'une seule
                  mission peut prendre plusieurs semaines.
    
    
    TITRE : Grand Tour 2.0
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 25 $US
    EQUIPEMENT : 512 Ko RAM ; DOS 2.0+
    SUPPORT    : Cartes CGA\EGA\Hercules ; coprocesseur math. recomm.
    ADRESSE    : John D. Callahan
                 P. O. Box 1281
                 LaCanada, CA 91012
    ANNEE      : 1990-1991
    DEMO DISPONIBLE (disquette 1)
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Simulateur de mission spatiale Voyager et Giotto.
                  Comprend 2 disquettes.  Disquette 1 comporte le
                  programme ainsi que les missions Voyager 1 à Jupiter
                  et Voyager 2 à Neptune.  La disquette 2 comporte les
                  missions Voyager 1 à Saturne, Voyager 2 à Jupiter,
                  Saturne, et Uranus, de même que le survol de Giotto
                  avec la comète de Halley.  Version du programme MIP
                  développé au JPL, entre 1982 et 1987, afin d'assister
                  l'analyse des données scientifiques et la navigation
                  optique des sondes interplanétaires.  Génère des vues
                  de n'importe quel point dans l'espace (Terre, espace,
                  planète, sonde).  Montre les étoiles (selon leur
                  couleur spectrale), le soleil, les lunes.  Le
                  logiciel est très précis (erreur de 500 km environ).
                  Fonctions multiples.  Excellent mais très difficile.
                  Pour les amateurs spécialisés en astronautique.
    
    
    TITRE : JPL Clock
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 10 $US
    EQUIPEMENT : 640 Ko RAM ; DOS 3.3+ ; disque rigide recommendé
    SUPPORT    : Carte CGA\EGA\VGA
    ADRESSE    : David H. Ransom Jr.
                 7130 Avenida Altisima
                 Rancho Palos Verdes, CA 90274
    TELEPHONE  : (310) 541-7299 (babillard électronique)
    ANNEE      : 1991
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Horloge et chronomètre conçu et utilisé par le NASA
                  Jet Propulsion Laboratory (Multimission Computer
                  Control Center) à Pasadena en Californie.  Donne
                  l'heure pour le fuseau horaire choisi, le Temps
                  Universel, l'heure du DSN (Deep Space Network) ainsi
                  que les événements de 60 missions spatiales.
                  Excellent.
    
    
    TITRE : Orbit Spaceflight Simulator 1.0
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : $US
    SUPPORT    : Carte CGA
    ADRESSE    : Charles Goldberg
                 RD 2 Box 415
                 Titusville, NJ 08560
    ANNEE      :
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Simulateur orbital similaire à ceux utilisés par la
                  NASA pour planifier et suivre les vols spatiaux en
                  orbite terrestre ou les trajectoires lunaires.
                  Simule les orbites géosynchrones, les vols
                  suborbitaux, les orbites de garage ou polaires, les
                  trjactoires de réentrée et de transfert, les orbites
                  lunaires et les alunissages.  Le programme est très
                  lent mais très réaliste.  Affiche toutes les
                  informations orbitales du véhicule : ascension droite
                  déclinaison, vitesse radiale, distance lunaire,
                  apogée et prérigée.  Pour l'amateur avancé en
                  astronautique.  Un vieux programme mais toujours
                  aussi utile.
    
    
    TITRE : Space Flight Simulator 0.02
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 0.00
    EQUIPEMENT :
    SUPPORT    : Carte VGA ; coprocesseur mathématique recommandé
    ADRESSE    : Ted A Campbell
                 Bywater Software
    ANNEE      : 1989
    DEMO DISPONIBLE
    PARTAGICIEL
    COMMENTAIRE : Excellent programme de simulation permettant de
                  visualiser l'orbite d'un satellite autour de la
                  Terre, de la Lune ou des autres planètes du système
                  solaire.  Excellent.  Recommandé.
    
    			  
    TITRE : XonVu
    ORDINATEUR : IBM              PRIX : 79 $US       POSTE : 3 $US
    EQUIPEMENT : 512 Ko RAM ; DOS 2.0+
    SUPPORT    : Cartes CGA\EGA\Hercules ; co-processeur mathématique
    ADRESSE    : XonTech, Inc.
                 6862 Hayvenhurst Avenue
                 Van Nuys, Calif. 91406
    TELEPHONE  : (818) 787-7380
    ANNEE      : 1988
    RECENSION  : Sky & Telescope, April 1989, p.422
    COMMENTAIRE : Voyager and Giotto Space Mission Simulator.
                  Développé au JPL.  Missions sont fixées d'avance.
                  Manuel.  Interface difficile à maitriser.
    



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