Romflyvninger: historie, nåværende tilstand, prospekter - gratis kurs fra Open Education, opplæring 15 uker, Dato: 2. desember 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
Hensikten med å studere disiplinen "Romfart: historie, nåværende tilstand, prospekter" er å utvikle seg hos studenter et kompleks av moderne teoretisk og praktisk kunnskap og ferdigheter innen systemdesign av romoppdrag og administrere dem.
Hovedkomponentene i kurset er: ballistisk oppdragsdesign, romfartøysorientering og stabiliseringssystemer, bakke overvåkings- og kommunikasjonsutstyr, kontroll av romfartøyet under dets aktive levetid og energibudsjettering av flyoperasjoner.
Materialet knyttet til de tilsvarende matematiske modellene, metoder for å løse problemer stilt for disse modellene, så vel som de historiske aspektene ved bruken av disse modellene for å støtte skapelsen av rom teknologi.
Forelesninger er delt inn i blokker, blant hvilke vi kan skille betinget "populær matematisk", "matematisk" og "populærvitenskap". Vi prøver, der det er mulig, forenkling av teorien for å gi lytteren en kvalitativ idé om hva det matematiske grunnlaget ligger i kompleksene for å støtte moderne romflyvninger, hvordan de kom til det og hva som antas gjøre neste.
For tiden er Moskva-universitetet et av de ledende sentrene for nasjonal utdanning, vitenskap og kultur. Heve nivået på høyt kvalifisert personell, søke etter vitenskapelig sannhet, fokusere på humanistisk idealer om godhet, rettferdighet, frihet - det er dette vi i dag ser på som følger det beste universitetet tradisjoner Moscow State University er det største klassiske universitetet i den russiske føderasjonen, et spesielt verdifullt objekt for kulturarven til folkene i Russland. Den trener studenter ved 39 fakulteter i 128 områder og spesialiteter, hovedfagsstudenter og doktorgradsstudenter i 28 fakulteter i 18 vitenskapsgrener og 168 vitenskapelige spesialiteter, som dekker nesten hele spekteret av moderne universiteter utdanning. For tiden studerer mer enn 40 tusen studenter, hovedfagsstudenter, doktorgradsstudenter, samt spesialister i avansert opplæringssystemet ved Moskva statsuniversitet. I tillegg studerer rundt 10 tusen skolebarn ved Moscow State University. Vitenskapelig arbeid og undervisning utføres i museer, på utdannings- og vitenskapelige praksisbaser, på ekspedisjoner, på forskningsfartøy og i avanserte opplæringssentre.
Innledende forelesning. Introduksjon til emnet, beskrivelse av nye problemer.
1. "Omfatter". Romfartøy som system.
Tegne et funksjonelt diagram av et romoppdrag, forstå forholdet mellom kravene til elementer. Forstå sammensetningen av oppdraget, forholdet mellom bakke- og romsegmentene, bæreraketter og romfartøyer. Forstå det modulære prinsippet for romfartøys layout, kjennskap til eksempler på familier av satellittplattformer: ikke-orienterbar, uniaksial, triaksial Eksempler på vellykkede og delvis vellykkede løsninger på ballistiske oppdragsdesignproblemer midler.
2. Hva har vi? Bevegelse av romfartøyets massesenter.
Introduksjon til det matematiske grunnlaget for himmelmekanikk. Grunnleggende om koordinatsystemene som brukes. Bevegelsesligninger i et sentralt gravitasjonsfelt, første integraler av bevegelsesligningene. Energiklassifisering av baner, baneparametere, klassifisering av satellittoppdrag i henhold til banene som brukes. Introduksjon til banekorreksjonsmanøvrer (endring av baneform, endring av banehelling), eksempler bruk, konsolidering av temaene mål og flykrav ved å bruke eksemplet på valg av alternative baner og ordninger utskillelse.
3. Hvordan komme seg til månen? Hvordan fly riktig? Flyreiser i nært rom og forstyrrende flyfaktorer.
En kort historie om å designe flyreiser fra jorden til månen. Bruke tidlige datamaskiner for å forstå kompleksiteten til et problem. Problemer med å skyte opp en rakettmotor med flytende drivstoff i verdensrommet som en del av flydesign uten referanse til utskytningsvinduer. Introduksjon til de forstyrrende faktorene ved romflukt. Forsterker temaet for koordinatsystemene som brukes ved å bruke eksemplet på en historie om jordens gravitasjonsfelt. Gravimetriske oppdrag og deres implikasjoner for romsystemdesign. Lav-bane satellitter som en klasse av romfartøy, deres funksjoner.
4. Matematiske utsagn. Robert Goddard, hans historie, problemet oppkalt etter ham og dets rolle i teorien om optimal kontroll.
Bekjentskap med elementer fra historien til etableringen av rakettteknologi. Historien om Robert Goddard og rakettene hans. Goddards problem med den maksimale vertikale løftehøyden til en rakett, dens formulering i form av et optimalt kontrollproblem. Grunnleggende konsepter om optimale kontrollproblemer.
5. Manøvrer. Aktive og passive faser av romfartøysflyvning
Introduksjon til matematiske modeller for manøvrer for korrigering av romfartøybane: "puls" og "uniform". Forskjellen i modelleringstilnærminger: å "sømme" segmenter av baner med en ikke-jevn hastighetsfunksjon og tilstedeværelsen av henholdsvis aktive seksjoner. Et forsøk på å simulere en flytur mellom to baner ved hjelp av en kjede av manøvrer.
6. Hva må bygges på jorden? Jordsegment, sender/mottakerenheter.
Kjennskap til det grunnleggende om planlegging av kommunikasjonsøkter, synlighetssoner. Elementer i historien til utviklingen av baneradioovervåkingsutstyr, typer sende- og mottaksantenner. Organisering av radiokommunikasjon mellom styret og jorden.
7. Vi monterer konstruktøren. Dokkingsystemer for romfartøy – historie, nåværende tilstand, prospekter.
Konseptet med tekniske og matematiske problemer med å organisere dokking. Historiske eksempler, problemformuleringer. Utplassering av multi-modul orbital stasjoner.
8. Hvordan ikke gå seg vill i verdensrommet. Orienterings- og stabiliseringssystemer for romfartøy. Utviklingshistorie, matematiske trekk ved konstruksjon, typiske problemer
Introduksjon til historien om opprettelsen av romfartøysorienterings- og stabiliseringssystemer, konseptet med matematiske problemer med orientering og stabilisering. Enheter som brukes i orienterings- og stabiliseringsenheter.
9. Hvor flyr vi videre? Flyreiser til planeter - historie, nåværende status, prospekter.
Introduksjon til problemer som oppstår ved planlegging av flyreiser utenfor Earth-Moon-systemet. Historie, planlagte oppdrag, ingeniør- og matematiske spørsmål.
10. Hvilke satellitter er det flest? Navigasjon, kommunikasjon, fjernmålingssystemer
Kjennskap til kommunikasjons-, sanse- og navigasjonssystemer. Utviklingshistorie, eksempler, utsikter. Introduksjon til strømforsyningssystemer for romfartøy.