Lety do vesmíru: historie, současný stav, vyhlídky - bezplatný kurz od Open Education, školení 15 týdnů, Datum: 2. prosince 2023.
Různé / / December 06, 2023
Smyslem studia disciplíny „Vesmírné lety: historie, současný stav, vyhlídky“ je rozvíjet u studentů komplex moderních teoretických a praktických znalostí a dovedností v oblasti systémového projektování vesmírných misí a spravovat je.
Hlavní součásti kurzu jsou: návrh balistických misí, systémy orientace a stabilizace kosmických lodí, pozemní sledovací a komunikační zařízení, řízení kosmické lodi během jejího aktivního života a energetické rozpočtování letových operací.
Materiál související s odpovídajícími matematickými modely, metodami řešení předkládaných problémů tyto modely, stejně jako historické aspekty využití těchto modelů k podpoře tvorby prostoru technika.
Přednášky jsou rozděleny do bloků, mezi nimiž lze podmíněně rozlišit „populární matematiku“, „matematickou“ a „populární vědu“. Snažíme se, kde je to možné, zjednodušovat teorii, abychom posluchači dostali kvalitativní představu o tom, co matematický základ spočívá v komplexech pro podporu moderních vesmírných letů, jak k tomu přišly a co se předpokládá udělat další.
V současné době je Moskevská univerzita jedním z předních center národního vzdělání, vědy a kultury. Zvyšování úrovně vysoce kvalifikovaného personálu, hledání vědecké pravdy, zaměření na humanistickou ideály dobra, spravedlnosti, svobody – to je to, co dnes vidíme jako následování nejlepší univerzity tradicemi Moskevská státní univerzita je největší klasická univerzita v Ruské federaci, zvláště cenný objekt kulturního dědictví národů Ruska. Školí studenty na 39 fakultách ve 128 oblastech a specializacích, postgraduální studenty a doktorandy na 28 fakulty v 18 vědních oborech a 168 vědeckých oborech, které pokrývají téměř celé spektrum moderní univerzity vzdělání. V současné době na Moskevské státní univerzitě studuje více než 40 tisíc studentů, postgraduálních studentů, doktorandů a také specialistů v systému pokročilého vzdělávání. Kromě toho na Moskevské státní univerzitě studuje asi 10 tisíc školáků. Vědecká práce a výuka se provádí v muzeích, na základnách vzdělávací a vědecké praxe, na expedicích, na výzkumných plavidlech a ve střediscích pokročilého výcviku.
Úvodní přednáška. Úvod do tématu, popis vznikajících problémů.
1. "Skládá se z". Kosmická loď jako systém.
Sestavení funkčního diagramu vesmírné mise, pochopení vztahu mezi požadavky na prvky. Pochopení složení mise, vztahů mezi pozemními a vesmírnými segmenty, nosnými raketami a kosmickými loděmi. Pochopení modulárního principu uspořádání kosmické lodi, obeznámenost s příklady rodin satelitních platforem: neorientovatelný, jednoosý, tříosý Příklady úspěšných a částečně úspěšných řešení konstrukčních problémů balistických misí prostředek.
2. co máme? Pohyb těžiště kosmické lodi.
Úvod do matematických základů nebeské mechaniky. Základy používaných souřadnicových systémů. Pohybové rovnice v centrálním gravitačním poli, první integrály pohybových rovnic. Energetická klasifikace drah, parametry drah, klasifikace misí družic podle použitých drah. Úvod do korekčních manévrů oběžné dráhy (změna tvaru orbity, změna sklonu orbity), příklady využití, upevnění témat cílů a letových požadavků na příkladu volby alternativních drah a schémat vylučování.
3. Jak se dostat na Měsíc? Jak správně létat? Lety v blízkém vesmíru a rušivé faktory letu.
Stručná historie navrhování letů ze Země na Měsíc. Používání prvních počítačů k pochopení složitosti problému. Problémy spouštění raketového motoru na kapalné pohonné hmoty ve vesmíru jako součást návrhu letu bez ohledu na startovací okna. Úvod do rušivých faktorů kosmického letu. Posílení tématu použitých souřadnicových systémů na příkladu příběhu o gravitačním poli Země. Gravimetrické mise a jejich důsledky pro návrh vesmírných systémů. Satelity na nízké oběžné dráze jako třída kosmických lodí, jejich vlastnosti.
4. Matematické výroky. Robert Goddard, jeho historie, po něm pojmenovaný problém a jeho role v teorii optimálního řízení.
Seznámení s prvky historie vzniku raketové techniky. Příběh Roberta Goddarda a jeho raket. Goddardův problém o maximální výšce vertikálního vztlaku rakety, jeho formulace v podobě problému optimálního ovládání. Základní pojmy o problémech optimálního řízení.
5. Manévry. Aktivní a pasivní fáze letu kosmické lodi
Úvod do matematických modelů korekčních manévrů trajektorie kosmických lodí: „pulzní“ a „jednotné“. Rozdíl v přístupech k modelování: „sešívání“ segmentů trajektorií s nehladkou funkcí rychlosti a přítomností aktivních úseků. Pokus o simulaci letu mezi dvěma drahami pomocí řetězce manévrů.
6. Co je třeba na Zemi vybudovat? Pozemní segment, transceivery.
Seznámení se základy plánování komunikačních relací, zón viditelnosti. Prvky historie vývoje zařízení pro rádiové sledování oběžné dráhy, typy vysílacích a přijímacích antén. Organizace rádiové komunikace mezi deskou a Zemí.
7. Sestavíme konstruktér. Dokovací systémy kosmických lodí – historie, současný stav, perspektivy.
Koncepce inženýrských a matematických problémů organizace dokování. Historické příklady, problémová vyjádření. Rozmístění vícemodulových orbitálních stanic.
8. Jak se neztratit ve vesmíru. Orientační a stabilizační systémy kosmické lodi. Historie vývoje, matematické rysy konstrukce, typické problémy
Úvod do historie vzniku orientačních a stabilizačních systémů kosmických lodí, pojetí matematických problémů orientace a stabilizace. Zařízení používaná v orientačních a stabilizačních jednotkách.
9. Kam letíme příště? Lety na planety - historie, současný stav, vyhlídky.
Úvod do problémů, které vyvstávají při plánování letů mimo soustavu Země-Měsíc. Historie, plánované mise, inženýrské a matematické problémy.
10. Kterých satelitů je nejvíce? Navigace, komunikace, systémy dálkového průzkumu Země
Znalost komunikačních, snímacích a navigačních systémů. Historie vývoje, příklady, perspektivy. Úvod do napájecích systémů kosmických lodí.