ISS · Trạm Vũ trụ Quốc tế 3D

Mô hình three.js (WebGL) của Trạm Vũ trụ Quốc tế: 26 khối có thể chọn để xem chi tiết, cấu hình hiện tại và cấu hình gốc, Crew Dragon tiếp cận và ghép nối theo phương trình Clohessy–Wiltshire với các điểm chờ của Crew-2, phi hành đoàn làm việc trong Columbus, phi hành gia đi bộ ngoài không gian ở Z1 (leo bằng tay, móc dây thắt lưng, súng vặn PGT, dây an toàn 85 ft nối về khóa khí Quest; làm xong một lượt bốn bu lông thì cất dụng cụ, tháo móc và leo xuống, vòng lặp 62 s), góc nhìn quỹ đạo (ISS ở đúng vị trí hiện tại trên quả địa cầu thật tỉ lệ) và góc nhìn Launch: Falcon 9 đưa Crew Dragon rời bệ LC-39A lên quỹ đạo theo lịch chuyến Demo-2. Trang: https://michaeltran75.github.io/iss-station/ (nhúng Wix bằng iframe).

Tệp	Nội dung
index.html	khung trang + giao diện. Khối <!-- modules --> (import map, modulepreload) do stamp.py viết
css/app.css	kiểu giao diện
js/boot.js	khởi động: nạp dữ liệu, rồi main.js; hiện bảng lỗi nếu trang không chạy được
js/main.js	import mọi module theo thứ tự dựng cảnh, rồi khởi chạy trang
js/core/	nền: data (dữ liệu mô hình), stage (renderer, camera, đèn), quality (mức chất lượng, lịch vẽ bóng đổ), kit (vật liệu, gộp lưới), station (sổ bộ phận part(), hằng số bố trí), release (bỏ bản dữ liệu đỉnh trên CPU khi GPU đã giữ), cùng các chi tiết dùng chung: cbm, surfaces, hull, pma, payloads
js/parts/	mỗi tệp một bộ phận (truss, power, … z1). assembly.js chạy sau cùng: dời cụm Nga, hạ giàn, thu nhỏ Z1
js/figures/eva.js	lưới phi hành gia EVA; mỗi khung chép tư thế nhận từ worker
js/ui/	ghost (khối mờ, nét viền), rendezvous-guide (đường tiếp cận, điểm chờ, vùng cấm 200 m), controller (chọn bộ phận, góc nhìn, nhãn, nút bấm, vòng lặp khung hình)
js/orbit/sky.js	bầu trời thật dùng chung: Trái Đất (ngày, đêm, mây), ISS, Mặt Trăng, Mặt Trời, sao, theo giờ hiện tại; vẽ cả nền Trái Đất sau trạm. Tải khi mở lần đầu; khi không góc nhìn nào vẽ nó, GPU bỏ bản của nó tới lần vẽ sau
js/orbit/view.js	góc nhìn quỹ đạo: khung ISS / Earth & Moon / Sun, zoom ra tới 600 triệu km, tua nhanh thời gian
js/launch/	góc nhìn Launch: vehicle (Falcon 9 + Crew Dragon, cánh lưới, chân đáp, lửa động cơ, Draco), ground (ảnh mặt đất phủ lên gò bệ, tháp, bầu trời trong khí quyển), complex (khu phóng 39: gò bệ, rãnh lửa, tháp thu sét 39B, VAB, LCC, HIF), site (các công trình khác trong vùng 17 km quanh bệ, từ data/launch-site.json: nhà, tháp, bồn cầu, tháp nước), exhaust (khói ở bệ, trên sà lan và vệt khói trôi theo gió), internals (cấu trúc bên trong hai tầng cho chế độ cắt dọc và nhìn xuyên), part-labels (nhãn tên bộ phận bên trong), engine-audio (âm thanh động cơ), droneship (sà lan đáp), view (camera, hai lượt vẽ, bảng điều khiển). Dựng khi mở, dọn khi rời
js/sim/ascent.js	mô phỏng bay Falcon 9 (lực đẩy, lực cản, khí quyển, Trái Đất quay) và tầng 1 quay về sà lan, tua thời gian; chỉ có toán
js/sim/plume.js	luồng xả Merlin theo điều kiện bay (giãn nở đẳng entropy, chu kỳ sóng sốc, trộn khí, cháy tiếp); chỉ có toán
js/sim/wind.js	gió ở Cape Canaveral lúc phóng Demo-2 theo độ cao (bóng thám không KXMR, trạm mặt đất); chỉ có dữ liệu
js/parts/draco.js	16 động cơ Draco của Crew Dragon: vị trí, chọn động cơ theo hướng cần đẩy, tia lửa và khói; dùng chung cho trạm và Launch
js/sim/rendezvous.js	mô hình tiếp cận của Crew Dragon (Clohessy–Wiltshire, lịch Crew-2), chỉ có toán
js/sim/orbit.js	quỹ đạo từ TLE: SGP4 (satellite.js), bóng Trái Đất, vết trên mặt đất; vị trí Mặt Trời, Mặt Trăng, quỹ đạo Trái Đất (astronomy-engine)
js/sim/eva.js	mô hình chuyển động của phi hành gia EVA (khung xương, leo tay vịn, dây, súng PGT), không chứa lưới
js/sim/worker.js	Web Worker chạy các mô hình chuyển động, trả tư thế về mỗi khung hình
js/workers/line-art.js	Web Worker dựng nét viền cho các khối mờ
data/*.json	lưới, khung xương, chuyển động lấy từ các mô hình gốc; orbits.json là TLE dự phòng của ISS
tle.py	làm mới data/orbits.json từ CelesTrak (publish.sh tự gọi)
falcon9.py	chuyển model Falcon 9 (GLB) thành data/falcon-9.json và assets/falcon-9/first-stage.png: python3 falcon9.py ~/Downloads/falcon_9_-_spacex.glb
assets/pma-2/*.jpg, assets/eva-astronaut/*.jpg	ảnh texture

Từ 12/10/2026 repo này là bản gốc để sửa (không còn bản một tệp). Từ 13/10/2026 mã chia thành các module ES như trên.

• Xem trên máy: ./preview.sh (mở sẵn ?stats; cần máy chủ cục bộ vì module, Web Worker và data/ không chạy được qua file://)
• Đưa lên mạng: ./publish.sh "mô tả". tle.py làm mới TLE, stamp.py đóng dấu ?v=<băm nội dung> cho mọi tệp được tham chiếu và viết lại import map, rồi commit + push.

Nhúng vào Wix: Thêm → Nhúng mã → Nhúng trang web rồi dán đường dẫn trên, hoặc Nhúng HTML với:

<iframe src="https://michaeltran75.github.io/iss-station/" style="width:100%;height:100%;border:0" allow="fullscreen" loading="lazy" title="ISS · Trạm Vũ trụ Quốc tế 3D"></iframe>

Quy tắc module

1. Thứ tự import trong js/main.js là thứ tự dựng cảnh. Thứ tự này quyết định thứ tự tạo vật liệu và đối tượng, nên quyết định cả thứ tự vẽ các mặt trùng độ sâu. Không đảo các dòng import.
2. Mỗi module chỉ import từ module đứng trước nó trong main.js (core → parts → figures → ui → main). Không import vòng.
3. Không dùng await ở cấp module, trừ core/data.js và main.js. boot.js chờ core/data.js xong rồi mới chạy phần còn lại, nên mọi module dựng đồng bộ, đúng thứ tự. Cần tải thêm dữ liệu thì thêm vào core/data.js.
4. Biến let chỉ được gán trong module khai báo nó. Module khác muốn đổi trạng thái thì gọi hàm, ví dụ markShadowsDirty() khi đổi vật liệu hoặc hiện/ẩn khối.
5. Import viết đường dẫn thường ('../core/kit.js'), không có ?v=. stamp.py thêm module mới vào import map và modulepreload; không cần sửa index.html bằng tay.

Thêm bộ phận

1. Tạo js/parts/ten.js. Import THREE từ 'three', part từ ../core/station.js, và các hàm dựng cần dùng (moduleAt trong core/hull.js, hullBadge trong core/surfaces.js, …).
2. Gọi part('id', 'Tên', 'NN / NHÓM', 'mô tả', [['Thông số', 'giá trị']], [x, y, z], (kit, group) => { … }). kit gom chi tiết thành một lưới cho mỗi vật liệu, group là nhóm có thể chọn.
3. Thêm import './parts/ten.js'; vào main.js, trước parts/assembly.js. Nếu bộ phận gắn vào giàn hoặc cụm Nga, thêm id vào danh sách tương ứng trong parts/assembly.js.
4. Chạy ./preview.sh để xem.

Crew Dragon tiếp cận

Theo lịch ghép nối Crew-2 (24/4/2021) và tốc độ của Demo-2. Thời gian thực 58 phút, hoạt cảnh 144 giây; ô trạng thái ghi hệ số tua nhanh.

Pha	Thời gian thực	Mô hình	Tua
Điểm 0, 400 m dưới trạm → điểm 1, 220 m trên trục ghép	24 phút	trôi theo Clohessy–Wiltshire sau một lần đốt 0,81 m/s	×60
Điểm 1 → điểm 2 (20 m)	11 phút	tiến dọc trục ở 0,35 m/s; Draco đẩy hướng tâm để giữ đường thẳng	×30
Dừng ở điểm 2 (go/no-go)	5 phút	đứng yên trên trục V-bar: điểm cân bằng, không cần đẩy; mở nắp mũi	×30
Tiếp cận cuối	5 phút	7 cm/s, chạm cổng ở 5 cm/s	×4
Bắt mềm → móc khóa xong	13 phút		×60

Nắp mũi mở suốt chặng tiếp cận: ngoài thực tế nắp mở khoảng 13 phút sau khi phóng (Demo-2: T+12:46), lâu trước Waypoint 0, nên tới điểm 2 (20 m) nắp đã mở sẵn và 4 Draco phía trước dưới nắp dùng được cả chặng. (Trước đây trang cho nắp mở ở 20 m cho dễ nhìn; đã bỏ để khớp với góc nhìn Launch.)

Động cơ Draco (js/parts/draco.js): Crew Dragon có 16 chiếc, mỗi chiếc 400 N (90 lbf), Isp 300 s, nhiên liệu MMH và N₂O₄ tự bốc cháy khi gặp nhau, bật tắt theo xung ngắn tới 30 ms.

• 4 chiếc hướng về trước ở vách trước, cạnh vòng ghép, dưới nắp mũi. Vị trí lấy đúng từ lưới của model; chúng chỉ phun khi nắp đã mở và lo các lần đốt lớn (đốt nâng quỹ đạo, đốt rời quỹ đạo).
• 12 chiếc trong bốn cụm SuperDraco, mỗi cụm 3: một chếch ra sau, hai chiếc ngang (xoay, dịch ngang theo cặp). Vỏ cụm che kín nên vị trí bên trong được đặt theo nhiệm vụ của từng chiếc.
• Chọn động cơ: chiếc nào có lực đẩy (ngược hướng khí phụt) gần hướng cần đẩy nhất thì phun. Mỗi lần đốt của chặng chuyển kéo dài đúng thời gian thật quy theo nhịp tua (ít nhất 1 giây trên màn hình); dọc trục ghép thì phun theo xung; giữa các lần đốt, thỉnh thoảng một cặp động cơ ngang ở hai cụm đối diện phun xung ngắn để giữ tư thế.
• Hình ảnh: tia lửa ngắn ở miệng ống, rồi khói trắng phun ra theo hình nón khoảng 30°, loang và tan trong chưa tới một giây (dưới nắng, giọt nhiên liệu chưa cháy và hơi ngưng tụ hiện màu trắng). Xem Dragon (bấm ô CREW DRAGON) thì khung hình bám theo Dragon và phần đường còn lại, kèm đường đi dự kiến, các điểm chờ, vùng cấm 200 m. Ở góc nhìn toàn trạm, khi Dragon ở ngoài khung, một đường chỉ hướng và khoảng cách nằm ở mép màn hình.

Góc nhìn quỹ đạo

Nút Orbit: Trái Đất đúng tỉ lệ, ISS ở vị trí tính bằng SGP4 từ TLE mới nhất của CelesTrak (lưu tạm 2 giờ trên máy người xem; không tải được thì dùng data/orbits.json). Mặt Trời đúng hướng theo giờ UTC nên ranh giới ngày đêm đúng; vòng quỹ đạo vẽ trong hệ quán tính, vết trên mặt đất quay theo Trái Đất. Thời gian: Live, ×60, ×600. Bấm vào ISS để về trạm.

Mặt Trăng và Mặt Trời ở vị trí và kích thước thật, tính bằng astronomy-engine (MIT, sai số khoảng 1 phút cung) rồi xoay về xích đạo thời điểm hiện tại cho khớp hệ của SGP4. Mặt Trăng được Mặt Trời chiếu sáng nên pha trăng là pha thật. Ba khung: ISS, Earth & Moon (cùng quỹ đạo Mặt Trăng trong một tháng), Sun (cùng quỹ đạo Trái Đất trong một năm); camera nhìn từ 40° phía trên mặt phẳng hoàng đạo. Lăn chuột cũng ra được tới 600 triệu km: tốc độ zoom tăng theo khoảng cách. Ở xa, Trái Đất và Mặt Trăng nhỏ hơn một điểm ảnh nên có chấm đánh dấu và nhãn. Đã kiểm tra ngày 13/10/2026: Mặt Trời cách 149,3 triệu km, xích vĩ −7,9°; Mặt Trăng cách khoảng 398.000 km, sáng 8% (trăng non 3 ngày).

Đã đối chiếu 13/10/2026 08:09:42 UTC với api.wheretheiss.at: 9,69° S, 118,79° E, cao 420,6 km, 7,661 km/s, cả hai nguồn trùng nhau. Đây là dự báo từ TLE, không phải đo đạc trực tiếp; sai số tăng vài km mỗi ngày tính từ thời điểm TLE.

Thêm vệ tinh: thêm mã NORAD vào OBJECTS trong tle.py và gọi addOrbiter({ id, name, norad }) trong js/orbit/view.js. Chuyến tiếp tế (phóng → bám quỹ đạo → tiếp cận) có thể ghép js/sim/orbit.js cho chặng xa với js/sim/rendezvous.js cho chặng gần.

Nút Earth backdrop (nền sau trạm) vẽ cùng bầu trời thật đó sau trạm, đúng tỉ lệ: trạm 109 m, Trái Đất 12.742 km, ISS ở độ cao thật (~420 km).

• Trạm vẫn vẽ bằng camera trực giao. Nền vẽ bằng camera phối cảnh tương đương: mắt lùi lại theo hướng nhìn một khoảng sao cho góc nhìn 45° phủ đúng khung hình của trạm tại tâm nhìn (khung cao 200 m thì mắt cách khoảng 240 m). Hai camera khớp nhau đúng ở mặt phẳng tâm nhìn, nên kích thước trạm so với Trái Đất là kích thước thật.
• Hệ trục của trạm là hệ quỹ đạo của ISS (đỉnh +y, hướng bay −z, mạn phải +x). ISS bay gần như theo hệ này, nên Trái Đất luôn ở dưới, mặt đất phía dưới là nơi ISS đang bay qua, ngày đêm đúng giờ.
• Ở gần, cảnh giống ảnh chụp từ tàu bay quanh trạm: đường chân trời cong thấp hơn phương ngang 20°, mặt đất trôi qua với tốc độ 7,7 km/s.
• Zoom ra (bật nền thì xuống được tới 10⁻⁷, bình thường 45%): mắt lùi xa dần, trạm nhỏ lại đúng tỉ lệ. Khung cao khoảng 6 km (cửa sổ cao 800 điểm ảnh) thì trạm còn chưa tới 14 điểm ảnh, chấm ISS cùng nhãn độ cao hiện thay. Khung cao khoảng 15.000–20.000 km thì thấy trọn quả địa cầu cùng vòng quỹ đạo. Khung cao một đến hai triệu km thì thấy cả Mặt Trăng; Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời có nhãn như trong góc nhìn Orbit. Dưới mức 45%, mỗi nấc lăn chuột zoom nhanh dần, nút +/− mỗi lần nhảy bốn nấc. Thước tỉ lệ đổi sang km.
• Kéo chuột phải dịch tâm nhìn, mắt dịch theo. Ở gần, trạm trượt trên nền Trái Đất ở xa, nền gần như đứng yên vì cách hàng trăm km. Ở xa, Trái Đất dịch theo.
• Vòng chấm là một phần ba quỹ đạo thật quanh trạm (sáng phía trước, mờ phía sau). Khi mắt đã lùi xa hơn 8.000 km thì hiện cả vòng.
• Khi Dragon nhỏ hơn 26 điểm ảnh, có vòng tròn đánh dấu nó.
• Mây là ảnh tĩnh, không phải mây thời gian thực.
• Ánh sáng trên trạm vẫn cố định để mô hình luôn rõ. Khi ISS bay vào vùng đêm, nền tối nhưng trạm vẫn sáng.
• Ảnh Trái Đất 4096 px chỉ có khoảng 10 km mỗi điểm ảnh. Nhìn thẳng xuống từ 420 km, một khung 45° phủ khoảng 350 km mặt đất, tức chỉ khoảng 35 điểm ảnh của bản đồ, nên mặt đất ngay dưới trạm bị mờ; về phía chân trời thì đỡ hơn. Muốn sắc nét thì phải tải ảnh theo ô (ví dụ NASA GIBS) như các bản đồ trực tuyến.

Ảnh Trái Đất (ngày, đêm, mây, độ nhám) của Solar System Scope (CC BY 4.0), bản thu nhỏ trong ví dụ của three.js, lấy trực tiếp từ threejs.org. Ảnh Mặt Trăng là của ví dụ three.js, chưa rõ giấy phép; nên thay bằng ảnh Mặt Trăng 2K của Solar System Scope (CC BY 4.0) đặt trong assets/.

Góc nhìn Launch

Nút Launch (thanh góc nhìn, hoặc tab Launch của Crew Dragon) mở cảnh Falcon 9 phóng Crew Dragon từ LC-39A, bắt đầu từ T−4:30 (giàn dựng còn ôm tên lửa; ba giây cuối đếm 3, 2, 1 rồi LIFTOFF bằng chữ lớn giữa cảnh) và chạy liền tới khi Dragon ghép vào ISS: Waypoint 0 (400 m dưới trạm) sau 18 giờ 08 phút, chạm cổng ở T+18:53:15, móc khóa xong ở T+19:06:15. Không phải chuyển sang trang trạm. Hai nút Rocket & Dragon / Booster chọn bám theo tên lửa lên quỹ đạo hay tầng 1 bay về sà lan; mỗi bên có nhịp tua riêng (chậm lại quanh các lần đốt và lúc đáp). Mỗi lần đốt nâng quỹ đạo của Dragon chạy ở ×90 thay vì ×1.500: Dragon xoay tấm chắn nhiệt theo hướng đốt (4 Draco phía trước đẩy nó lùi về sau), phun Draco suốt thời gian đốt (435 và 466 s cho hai lần lên 410 km, khoảng 22 s cho hai lần hạ xuống 400 km, 43 s cho TPI; 1,6 kN trên 12,5 t), rồi xoay lại. Lần đốt hạ độ cao không cần xoay: mũi đi trước, Draco phía trước đẩy lùi. Lần đốt ở Waypoint 0 để Dragon quay mũi về trạm luôn cho chặng tiếp cận.

Mô phỏng bay (js/sim/ascent.js)

Không còn nội suy telemetry: đường bay được tích phân (Runge–Kutta bậc 4, bước 0,05 s; chặng bám đuổi bước 10 s) mỗi lần mở góc nhìn, mất khoảng 100 ms. Tầng 2 tắt máy giữa bước, đúng lúc năng lượng quỹ đạo đạt mục tiêu.

• Lực: 9 Merlin 1D (914 kN, Isp 311 s trong chân không mỗi động cơ, trừ 0,68 m² miệng phun × áp suất không khí, nên ở mặt đất còn 845 kN), MVac (981 kN, Isp 348 s), lực cản theo số Mach trên thân 3,66 m, trọng lực, khí quyển chuẩn US-1976. Hệ quán tính, Trái Đất quay bên dưới; khối lượng giảm theo lượng nhiên liệu đốt.
• Khởi động và tắt máy: học theo động cơ phản lực ở trang sân bay, nơi trục quay bám mục tiêu qua hai độ trễ nối tiếp nên tăng tốc theo hình chữ S, và quạt, gió, âm thanh cùng đọc trục đó.
  • Merlin bắt lửa 0,2 s sau lệnh (TEA-TEB). Áp suất buồng đốt, và lực đẩy theo nó, tăng qua hai độ trễ 0,25 s: 90% sau khoảng 1 s. Lệnh đánh lửa ở T−3 s, nên chín máy kịp đủ lực và được kiểm tra trước khi nhả kẹp ở T−0. Đổi mức ga đi qua cùng hai độ trễ.
  • Tắt máy: van đóng, buồng đốt xả hết trong 0,15 s. Lực đẩy dư này từng làm hai tầng Falcon 1 va nhau khi tách.
  • Chín máy nhận lệnh cùng lúc, mỗi máy bắt lửa lệch vài phần trăm giây (thứ tự thật không công bố): mỗi máy loé xanh và sáng dần theo nhịp riêng.
  • Tầng 1 quay về tính độ trễ ngay trong phương trình lực. Lần đốt vào khí quyển mất một ít xung lượng lúc khởi động, nên lần đốt hạ cánh châm sớm hơn 1,5 s và chạm sà lan ở 2,3 m/s. Chặng lên quỹ đạo giữ nguyên quỹ đạo đã khớp; độ trễ ở đó chỉ hiện trên luồng lửa và khói (đánh lửa trên bệ, MECO, MVac khởi động và tắt).
  • Lực đẩy không bao giờ âm: lúc khởi động ở mặt đất, số hạng áp suất miệng phun không được kéo ngược.
• Khối lượng: tầng 1 khô 25,6 t + 405 t nhiên liệu, tầng 2 khô 4 t + 107,5 t, Crew Dragon 12,5 t (549 t lúc cất cánh, đúng số công bố).
• Dẫn đường: bay thẳng 10 s, nghiêng 1,9° về hướng 31,6° (so với mặt đất), rồi gravity turn (lực đẩy theo vận tốc so với không khí). Giảm còn 72% qua Max-Q, giữ ≤ 3,1 g cho phi hành đoàn. Tầng 2 lái theo luật tiếp tuyến tuyến tính, tắt khi đạt quỹ đạo. Lúc tầng 2 đánh lửa, hướng lái thấp hơn hướng cả khối giữ từ lúc tắt máy tầng 1 tới 48°: mô phỏng lái theo ngay, còn hình hiển thị xoay dần trong 12 s (khoảng 4°/s), để thân tên lửa và camera không giật.
• Khớp với thực tế: tắt máy tầng 1 ở 84,5 km, 1.899 m/s (telemetry DM-1: 88 km, 1.871 m/s). Tầng 2 tắt ở T+8:51 (NASA: 8:47), quỹ đạo 202 × 216 km, nghiêng 51,64°. Bảng điều khiển hiện độ cao, vận tốc so với mặt đất và quán tính, quãng đường, gia tốc (g), áp suất động.
• Tầng 1 quay về: piston đẩy rời 1 m/s, bay quán tính lên tới khoảng 210 km, lật đuôi, mở cánh lưới. Rơi qua 70 km thì đốt 3 động cơ 20 s, rơi đuôi trước qua lớp khí dày. Đốt 1 động cơ để đáp, châm đúng lúc lực đẩy 85% vừa đủ dừng ở mặt sà lan (một Merlin không giảm được dưới mức lơ lửng). Bung chân 4–9 s trước khi chạm, chạm ở 1,7 m/s, còn khoảng 6,5 t nhiên liệu. Sà lan (91 × 52 m) đặt đúng chỗ tầng 1 rơi xuống, cách bệ 460 km.

T+	Sự kiện	Nguồn
−0:03	đánh lửa	lệnh
0:45	Max-Q, 19 kPa	mô phỏng
2:33	tắt máy tầng 1	lệnh (NASA)
2:36	tách tầng	lệnh (NASA)
2:44	tầng 2 khởi động	lệnh (NASA)
8:17	tầng 1 đốt giảm tốc (NASA: 7:15)	mô phỏng
8:51	tầng 2 tắt máy (NASA: 8:47)	mô phỏng
9:22	tầng 1 đốt hạ cánh	mô phỏng
10:14	tầng 1 đáp sà lan (NASA: 9:22)	mô phỏng
12:00	Dragon tách, lò xo đẩy khoảng 0,4 m/s	lệnh (NASA)
12:46	mở nắp mũi	lệnh (NASA)
1:31:40 / 2:16:55	đốt nâng quỹ đạo lên 410 km, rồi tròn hoá (56 + 60 m/s)	mô phỏng
11:06:40 / 11:52:55	đốt hạ độ cao xuống 400 km, rồi đốt coelliptic (3 + 3 m/s)	mô phỏng
17:21:57	khởi đầu pha cuối (TPI): nửa vòng lên 419,6 km	mô phỏng
18:08:15	Waypoint 0, 400 m dưới ISS: Dragon đã quay mũi về trạm	mô phỏng
18:32:15	Waypoint 1, 220 m trên trục ghép	lịch Crew-2
18:43:15	Waypoint 2: dừng cách 20 m (go/no-go)	lịch Crew-2
18:48:15	tiếp cận cuối, 7 cm/s	lịch Crew-2
18:53:15	chạm cổng, bắt mềm (Demo-2: 14:16 UTC trên biên giới bắc Trung Quốc – Mông Cổ)	NASA
19:01:15 / 19:06:15	bắt cứng (móc đang đóng), ghép xong; nút Station view mở trang trạm với Dragon đã ghép	lịch Crew-2

Luồng xả và gió

• Lửa động cơ (js/sim/plume.js): Merlin 1D có buồng đốt 9,7 MPa, tỉ lệ diện tích miệng phun 16, γ 1,22. Giãn nở đẳng entropy cho khí ra ở Mach 3,68 và 62 kPa: ở mặt đất luồng xả hơi quá giãn nở (mép thu vào, có chuỗi "kim cương" sóng sốc cách nhau khoảng 3 m), khớp áp suất ở khoảng 4 km, càng lên cao càng thiếu giãn nở và nở bung.
  • Chu kỳ sóng sốc theo Pack (1950), khoảng cách đĩa Mach theo Lewis & Carlson (1964), góc bẻ mép luồng theo Prandtl–Meyer.
  • Lõi nóng dài 4,2 + 1,1·M² lần đường kính (Lau, Morris & Fisher 1979), ngắn lại theo căn tỉ khối khí phụt/không khí (Witze 1974), và dài ra theo (1 + λ)/(1 − λ) khi tên lửa chạy nhanh dần trong chính luồng khí của nó (Brown & Roshko 1974). Đây là cùng luật đồng lưu đã dùng cho hầm gió động cơ ở trang sân bay.
  • Ngọn lửa cháy tiếp (afterburning) với oxy kéo vào: dài khoảng 72 m lúc cất cánh, khoảng 200 m ở 15 km, tắt dần khi không khí loãng. Từ khoảng 12 km có quầng luồng xả mờ nở rộng; quanh 60 km đó là "con sứa" thường thấy lúc chạng vạng.
  • Chín động cơ: mỗi chiếc có tia riêng vài chu kỳ sóng sốc đầu, rồi nhập thành một luồng. Động cơ châm bằng TEA-TEB loé xanh lá trong khoảng nửa giây: lúc đánh lửa ở bệ, đốt vào khí quyển, đốt hạ cánh và khi MVac khởi động.
  • Khi đốt ngược dòng khí (tầng 1 vào khí quyển và hạ cánh: supersonic retropropulsion), tia khí vươn ra phía trước một đoạn tỉ lệ với căn của hệ số lực đẩy C_T = F/(q·S), khoảng 0,7·D·√C_T với D 3,66 m. Ở đó dòng khí chặn nó lại và khí xả quay ngược ôm lấy tầng 1.
    • Tia khí phụt vào vùng không khí đã bị sóng sốc hãm lại, nên áp suất bên ngoài nó là áp suất hãm sau sóng sốc thẳng (công thức ống pitot Rayleigh), không phải áp suất khí quyển. Dòng ngược chiều làm lõi ngắn lại chứ không kéo dài như khi bay xuôi.
    • Lõi chỉ còn ô sốc đầu tiên: phình ra rồi thắt lại ở đĩa Mach, thành hình bầu chứ không phải hình nón loe.
    • Lớp khí quay ngược là một vỏ hình paraboloid mở về phía đuôi, sáng nhất ở đỉnh và ở mép nhìn nghiêng, mờ hơn khi vỏ càng lớn.
    • Lúc đốt vào khí quyển (không khí loãng, C_T vài trăm) vỏ vươn hơn trăm mét và phủ cả tầng 1. Lúc đốt hạ cánh nó chỉ là bầu lửa quanh cụm động cơ, rồi biến mất khi tầng 1 đủ chậm để ngọn lửa chạy thẳng xuống sà lan.
• Gió (js/sim/wind.js): gió thật lúc 19:22 UTC ngày 30/5/2020.
  • Trên cao: bóng thám không Cape Canaveral (KXMR) lúc 12 và 00 UTC, nội suy theo thời gian.
  • Mặt đất: trạm Shuttle Landing Facility và Skid Strip, 170–180° khoảng 9 kt, giảm theo hàm log sát đất.
  • Profile: gió biển từ đông nam ở 1 km thấp nhất, gió tây mạnh dần tới 20–27 m/s ở 10–15 km, gió đông nhẹ trên 19 km.
  • Nguồn: Iowa Environmental Mesonet.
• Khói ở bệ (js/launch/exhaust.js): khói ra từ ba nguồn.

Chặng bám đuổi tới ISS

• Từ cuối mô phỏng phóng, Dragon bay tiếp hai vật thể (không lực cản, không J2), bước 10 s, đốt Draco tức thời theo cặp Hohmann như cách Dragon bám đuổi: 216 → 410 km, 410 → 400 km (20 km dưới trạm, quỹ đạo coelliptic), rồi nửa vòng cuối tới 419,6 km. Tổng khoảng 132 m/s.
• Khi bay riêng, Dragon giữ tư thế trong hệ quỹ đạo của nó (dọc hướng bay, hướng lên từ tâm Trái Đất, pháp tuyến quỹ đạo). Trước đây góc xoay quanh thân Dragon tính từ trục "lên" của bệ phóng, nên khi Dragon bay vòng quanh Trái Đất nó cứ xoay dần, có lúc lật hẳn.
  • Trong khoảng một phút sau khi tách, Dragon và tầng 2 xoay dần từ hướng tầng 2 chĩa lúc tắt máy sang hướng bay. Lúc tách, hai hướng này lệch nhau 25°. Trước đây cả hai bật sang cùng lúc ở T+800, lệch 30°, và Dragon nhảy 32 m trên màn hình.
  • Mỗi lần xoay để đốt động cơ quay quanh pháp tuyến quỹ đạo, tức là lật trong mặt phẳng quỹ đạo, nên nhìn từ bên hông vẫn thấy ngang thân.
• Thời điểm kết thúc theo Demo-2: chạm cổng lúc 14:16 UTC ngày 31/5/2020, tức 18 giờ 53 phút sau khi phóng. Chặng tiếp cận của trang trạm mất 45 phút từ Waypoint 0 tới lúc chạm, nên Dragon tới Waypoint 0 ở T+18:08:15.
• ISS bay quỹ đạo tròn 420 km cùng mặt phẳng, đặt đúng chỗ gặp Dragon ở Waypoint 0. Thời điểm và độ cao của lần đốt đầu được chọn để chạm cổng đúng nơi NASA công bố: trên biên giới phía bắc Trung Quốc – Mông Cổ (ở đây 41,8° B, 105,1° Đ). Ở đó mặt trời thấp hơn chân trời mặt đất 18°, nên ở độ cao 421 km trạm vẫn còn nắng lúc chạng vạng (giới hạn là 20°); vài phút sau khi ghép, trạm đi vào bóng Trái Đất.
• Chặng tiếp cận (proximity trong js/sim/ascent.js) dùng đúng mô hình của trang trạm (js/sim/rendezvous.js, Clohessy–Wiltshire), với tốc độ góc của quỹ đạo 420 km này.
  • Từ Waypoint 0: trôi theo quỹ đạo chuyển tới Waypoint 1, tiến dọc trục ghép tới điểm dừng 20 m, tiếp cận cuối, rồi chạm và bắt; nhịp tua giống trang trạm (×60, ×30, ×30, ×4, ×60).
  • Toàn bộ trạm (mô hình của trang trạm, dùng chung lưới) được vẽ ngay trong góc nhìn Launch: camera được đưa vào hệ toạ độ của trạm, trục theo quỹ đạo (đỉnh +y, hướng bay −z). Trạm và Dragon dùng chung độ sâu nên che nhau đúng. Trạm chỉ vẽ khi camera cách nó dưới 30 km.
  • Bóng đổ của trạm phải vẽ lại cả trạm (1.100–1.600 lượt vẽ, 1,8 triệu tam giác). Trong Launch, bóng chỉ vẽ lại khi trạm có trong khung hình và Mặt Trời đã quay thêm 1° so với trạm, không theo nhịp 8–15 lần/giây của trang trạm. Trước đây cứ hai khung lại có một khung vẽ lại bóng, kể cả khi trạm ở ngoài khung hình. Đo ở mức high, trung bình mỗi khung, phần của trạm: Waypoint 0 và 1 giảm từ 571–643 xuống 24 lượt vẽ (−96%), lúc giữ ở 20 m và tiếp cận cuối giảm 60–63%, lúc chạm và khoá móc giảm 36%.
  • Trạm được chiếu bởi Mặt Trời thật, hoặc chỉ còn ánh sáng nền khi ở trong bóng Trái Đất. Dragon cũng vậy (ở trên cao, độ sáng không còn theo độ cao Mặt Trời ở bệ).
  • Vòng ghép của Dragon đi đúng quỹ đạo của mô hình quanh cổng PMA-2/IDA-2 của Harmony; Dragon xoay về tư thế ghép trong 2 phút đầu, bản lề nắp mũi hướng lên đỉnh.

Tầng 1 về muộn hơn thực tế khoảng 1 phút: theo đúng vận tốc và góc bay lúc tắt máy của telemetry, nó lên tới khoảng 210 km nên rơi về lâu hơn; hướng đi, khối lượng và lực cản thật của tầng 1 không được công bố đủ để khớp hơn.

Cảnh

• Đường bay chấm: xanh cho tên lửa và Dragon, cam cho tầng 1 quay về; sáng ở đoạn đã bay, mờ ở đoạn sắp bay. Một quả cầu vô hình thấp hơn mặt đất 3 km che đoạn đường bay khuất sau đường chân trời.
  • Mỗi phương tiện chiếm đoạn đường nó đang nằm trên: không vẽ chấm nào trong thân tầng 1, tầng 2 hay Dragon (hình trụ bán kính 2,4 m quanh trục, theo vị trí của khung đang vẽ). Đường bay phía trước một tên lửa đang bay chạy dọc thân nó, nên trước đây các chấm cố định trôi ngược qua thân, nhất là khi nhìn xuyên. Bản thân đường bay vẫn cố định trong không gian.
  • Chấm nằm cố định trên một "lưới" độ dài cung tính từ đầu đường bay. Khoảng cách giữa các chấm là luỹ thừa của 2 (mét), chọn theo khoảng cách tới camera (khoảng 1° trên màn hình). Nhờ vậy chấm đứng yên khi camera di chuyển, không trượt dọc đường. Khi khoảng cách chuyển sang mức kế tiếp, các chấm xen giữa mờ dần vào hoặc ra.
  • Chấm được rải từ vị trí con tàu hiện tại ra hai phía, giới hạn 24.000 chấm. Đường bay 18 giờ có thể dùng hết giới hạn, nhưng phần bị thiếu luôn ở xa con tàu. Trước đây chấm rải từ bệ phóng nên về sau không còn chấm nào quanh Dragon.
  • Toạ độ chấm được ghi tương đối với camera. Toạ độ tuyệt đối hàng triệu mét ở dạng số thực 32-bit sẽ làm chấm rung khoảng nửa mét khi nhìn gần, như lúc ghép nối.
  • Mỗi điểm chỉ quay theo Trái Đất một lần lúc khởi tạo; mỗi khung chỉ còn một phép biến đổi chung, không tạo mảng mới. Đường bay chỉ tính lại khi thời gian đổi, chấm chỉ rải lại khi thời gian hoặc camera đổi.
• Màn hình phụ ở góc trên bên phải: từ lúc tách tầng, hiện chiếc còn lại (tầng 1 bay về khi màn chính theo Dragon, hoặc ngược lại), có camera tự bám riêng; bấm vào để đổi chỗ hai màn. Vẽ bằng cùng renderer, trong một vùng cắt (scissor) của canvas.
• Thời gian chạy nhanh dần: ×1 quanh lúc cất cánh và các lần tách, tới ×17 ở giữa. Bấm một mốc trong danh sách để nhảy tới trước mốc đó 4 giây (mốc của tầng 1 tự chuyển sang bám Booster; mốc đốt nâng quỹ đạo nhảy tới lúc Dragon bắt đầu xoay).
• Camera tự bám: bên bệ lúc cất cánh, rồi bên hông tên lửa, sát chỗ tách tầng; hoặc theo tầng 1 rơi xuống và hạ thấp cạnh sà lan. Kéo chuột để xoay, lăn chuột để ra xa tới 3.000 km. Nút Follow trả lại camera tự động.
  • Mở đầu: từ phía đông bắc, cách 210 m, cao 90 m, nhìn qua rãnh lửa. Khung hình thấy tên lửa giữa giàn dựng và tháp, nhà HIF phía sau. Góc này lấy theo một khung hình được chọn trên trang (lệch dưới 1% ở 8 điểm mốc). Camera đứng yên qua lúc đếm ngược, quay theo tên lửa lúc cất cánh, rồi từ giây 18 chuyển sang bám đuổi.
  • Từ lúc Dragon tách (T+12:00, từ T+11:40 khi còn trên tầng 2) tới lúc ghép: nhìn ngang Dragon từ phía bên kia mặt phẳng quỹ đạo, hơi cao và lùi sau, Trái Đất bên dưới.
  • Trục "lên" của camera là phương thẳng đứng tại chỗ con tàu, nên chân trời luôn nằm ngang. Lúc tách tầng 2, con tàu đã cách bệ 2.700 km, phương thẳng đứng ở đó lệch 25° so với ở bệ. Ở phía bên kia Trái Đất, trước đây khung hình bị lộn ngược.

Hiệu năng

• ?stats: hiện số khung hình/giây, mili giây CPU mỗi khung, số lần vẽ, mức chất lượng, nơi chạy hoạt cảnh.

• ?quality=high|medium|low: cố định một mức. ?worker=0: chạy mọi thứ trên luồng chính (để so sánh, gỡ lỗi).

• Mức chất lượng tự chọn theo máy:

  Mức	Áp dụng cho	Độ phân giải	Bóng đổ
  high	máy tính	2×	2048, vẽ lại 15 lần/giây
  medium	màn cảm ứng nhỏ, máy ≤ 4 nhân hoặc ≤ 4 GB	1,5×	1024, vẽ lại 8 lần/giây
  low	khi máy không theo kịp	1×	tắt

  Khi khung hình chậm hơn 40 khung/giây, trang hạ một mức. Khi dư sức, trang nâng lại, nhưng không vượt mức ban đầu.

• Phi hành gia EVA (4 MB dữ liệu) tải sau khung hình đầu tiên.

• Bộ nhớ:

  • Ảnh Trái Đất 2K trên điện thoại và máy yếu (mức chất lượng bắt đầu dưới high): ba bản đồ 4K (ngày, đêm, mây) thu xuống 2K ngay khi tải (sky.js). Ảnh vẫn tải bản 4K từ threejs.org.

  • Texture của trạm trên điện thoại và máy yếu: 17 trong 70 ảnh lớn hơn 512 px (lá pin, vỏ PMA, Beam, Soyuz, Nauka, bộ đồ EVA...) thu một nửa trước khi nạp lên GPU (halveLargeMaps, js/core/release.js). Đo: texture trên GPU 94,5 → 43,6 MB, bản canvas trên CPU 49,9 → 29,5 MB. Máy tính giữ nguyên ảnh gốc.

  • Bỏ bản trên CPU của dữ liệu đỉnh mà GPU đã giữ (js/core/release.js): pháp tuyến và toạ độ texture của lưới trạm, đường viền và nét vẽ ghost (không bao giờ được chọn bằng chuột). Vị trí và chỉ mục giữ lại vì chọn bộ phận bằng chuột cần chúng. Dữ liệu đỉnh trên CPU từ 95 MB còn 38 MB. Không xoá mảng mà thay bằng mảng rỗng cùng kiểu: khi chọn bằng chuột, three.js đọc pháp tuyến và toạ độ texture của điểm trúng, nên nhận NaN thay vì báo lỗi. Ống dây EVA được đánh dấu dữ liệu động vì ghi lại mỗi khung.

  • Rời góc nhìn Launch thì cảnh đó được dọn (dispose()): lưới, vật liệu, texture (trừ những thứ cảnh trạm dùng chung), âm thanh, nhãn, mục trong danh sách sự kiện, mọi trình nghe sự kiện (một AbortController). Lần mở sau dựng lại và chạy tiếp từ đúng mốc đang xem. Khi trạm không bật nền Trái Đất, GPU cũng bỏ bản đồ và lưới của bầu trời, tới lần cần vẽ lại thì nạp lên từ bản còn giữ.

  • Mất ngữ cảnh WebGL thì dữ liệu đã bỏ không nạp lại được; trang vốn đã báo người xem tải lại trong trường hợp này.

Thêm hoạt cảnh phức tạp

1. Viết mô hình chuyển động như js/sim/eva.js: một hàm trả về { layout: { size }, step(time, out) }, ghi tư thế vào một Float32Array. Không tạo lưới trong hàm này.
2. Đăng ký nó trong js/sim/worker.js (factories).
3. Trong js/figures/, dựng lưới như figures/eva.js (createZ1Maintenance). Gửi {type: 'init', kind, payload} một lần. Mỗi khung gửi {type: 'step', time, buffer}, rồi chép tư thế nhận về vào lưới. Gọi update(delta) của hình mới trong advance() (ui/controller.js). Mô hình chạy trong worker nên không làm chậm luồng vẽ; nếu trình duyệt không có worker, cùng mô hình đó chạy trên luồng chính.

Mô hình

Phần lớn trạm dựng bằng code three.js theo số đo từ tệp mẫu ISS_stationary.glb. Riêng lưới PMA-2 và 3 ảnh texture của nó lấy nguyên từ tệp này (ảnh nén lại thành JPEG chất lượng 92).

Mô hình	Tác giả	Giấy phép
Animated Floating Astronaut in Space Suit Loop	LasquetiSpice	CC BY 4.0, đã đổi tư thế, vật liệu, hoạt cảnh, texture 1024 px
Human	doctortex	CC BY 4.0, đã gắn khung xương và tạo dáng
SpaceX - Dragon 2	KUBAHA	CC BY 4.0, đã đổi vật liệu, thêm hoạt cảnh ghép nối
Space X Dragon Suit	Diuis	CC BY 4.0, đã đổi vật liệu, tư thế ngồi
Falcon 9 - SpaceX	Stanley Creative	CC BY 4.0, đã bỏ fairing và cụm bản lề chân đáp, tách 4 cánh lưới và 4 chân đáp, lượng tử hoá lưới (falcon9.py)
Space X Drone Barge	TAIGA-ZOE	CC BY 4.0, giữ nguyên lưới, đổi tỉ lệ, ảnh nén JPEG, bỏ hai ảnh pháp tuyến phẳng (droneship.py)

Ảnh mặt đất quanh bệ phóng: USGS National Map và NASA GIBS (Blue Marble), đều là public domain.

Đường viền và vị trí các công trình quanh khu phóng 39: © OpenStreetMap contributors (ODbL); chỗ OSM không có: USA Structures (FEMA/ORNL, public domain). Chiều cao công trình: lidar USGS 3DEP FL_Peninsular_FDEM_Brevard_2018 (public domain). data/launch-site.json dẫn xuất từ dữ liệu OpenStreetMap nên theo giấy phép ODbL 1.0. Gió lúc phóng: bóng thám không KXMR và trạm KTTS, KXMR từ Iowa Environmental Mesonet.

Model Falcon 9 & Launching Pad của Aashish_3D (CC BY 4.0) chỉ dùng để tham khảo, không lấy lưới: bệ trong đó là bệ hư cấu (tháp khối đặc), không phải LC-39A. Theo gợi ý của nó, bệ 39A thêm lan can dọc rãnh lửa và dãy cửa sổ của tay đón.

Model Falcon 9 - Crew Dragon của KUBAHA (CC BY 4.0) không dùng: lưới gộp theo vật liệu nên không tách tầng được, và kích thước lệch thật (cao 64,6 m, rộng 4,14 m).