Zboruri spațiale: istorie, stare actuală, perspective - curs gratuit de la Open Education, formare 15 săptămâni, Data: 2 decembrie 2023.
Miscelaneu / / December 06, 2023
Scopul studierii disciplinei „Zboruri spațiale: istorie, stare actuală, perspective” este dezvoltarea la studenți un complex de cunoștințe și abilități teoretice și practice moderne în domeniul proiectării sistemelor misiunilor spațiale și gestionându-le.
Principalele componente ale cursului sunt: proiectarea misiunilor balistice, sisteme de orientare și stabilizare a navelor spațiale, sol echipamente de supraveghere și comunicații, controlul navei spațiale în timpul vieții sale active și bugetarea energetică a operațiunilor de zbor.
Materialul legat de modelele matematice corespunzătoare, metode de rezolvare a problemelor propuse aceste modele, precum și aspectele istorice ale utilizării acestor modele pentru a sprijini crearea spațiului tehnologie.
Prelegerile sunt împărțite în blocuri, printre care putem distinge condiționat „matematică populară”, „matematică” și „știință populară”. Încercăm, folosind acolo unde este posibil, simplificarea teoriei, să oferim ascultătorului o idee calitativă despre ceea ce baza matematică se află în complexele pentru sprijinirea zborurilor spațiale moderne, cum au ajuns la ele și ce se presupune face in continuare.
În prezent, Universitatea din Moscova este unul dintre centrele de conducere ale educației naționale, științei și culturii. Ridicarea nivelului de personal înalt calificat, căutarea adevărului științific, concentrarea pe umanistă idealuri de bunătate, dreptate, libertate - aceasta este ceea ce vedem astăzi ca urmare a celei mai bune universități traditii Universitatea de Stat din Moscova este cea mai mare universitate clasică din Federația Rusă, un obiect deosebit de valoros al moștenirii culturale a popoarelor Rusiei. Pregătește studenți în 39 de facultăți din 128 de domenii și specialități, absolvenți și doctoranzi în 28 facultăți din 18 ramuri de știință și 168 de specialități științifice, care acoperă aproape întregul spectru al universității moderne educaţie. În prezent, la Universitatea de Stat din Moscova studiază peste 40 de mii de studenți, absolvenți, doctoranzi, precum și specialiști în sistemul de formare avansată. În plus, aproximativ 10 mii de școlari studiază la Universitatea de Stat din Moscova. Activitatea științifică și predarea se desfășoară în muzee, în baze de practică educațională și științifică, în expediții, pe vase de cercetare și în centre de perfecționare.
Prelegerea introductivă. Introducere în subiect, descrierea problemelor emergente.
1. „Cuprinde”. Navele spațiale ca sistem.
Întocmirea unei scheme funcționale a unei misiuni spațiale, înțelegerea relației dintre cerințele pentru elemente. Înțelegerea compoziției misiunii, a relațiilor dintre segmentele terestre și spațiale, vehiculele de lansare și navele spațiale. Înțelegerea principiului modular al aspectului navelor spațiale, familiarizarea cu exemple de familii de platforme de satelit: neorientabil, uniaxial, triaxial Exemple de soluții de succes și parțial de succes la problemele de proiectare a misiunilor balistice mijloace.
2. Ce avem? Mișcarea centrului de masă al navei spațiale.
Introducere în fundamentele matematice ale mecanicii cerești. Bazele sistemelor de coordonate utilizate. Ecuații de mișcare într-un câmp gravitațional central, primele integrale ale ecuațiilor de mișcare. Clasificarea energetică a orbitelor, parametrii orbitei, clasificarea misiunilor satelitare în funcție de orbitele utilizate. Introducere în manevrele de corectare a orbitei (modificarea formei orbitale, schimbarea înclinației orbitale), exemple utilizarea, consolidarea subiectelor obiectivelor și cerințelor de zbor folosind exemplul alegerii orbitelor și schemelor alternative excreţie.
3. Cum să ajungi pe Lună? Cum să zbori corect? Zboruri în spațiu apropiat și factori perturbatori ai zborului.
O scurtă istorie a proiectării zborurilor de la Pământ la Lună. Utilizarea computerelor timpurii pentru a înțelege complexitatea unei probleme. Probleme legate de lansarea unui motor de rachetă cu propulsie lichidă în spațiu, ca parte a proiectării zborului, fără referire la ferestrele de lansare. Introducere în factorii perturbatori ai zborului spațial. Consolidarea subiectului sistemelor de coordonate utilizate folosind exemplul unei povestiri despre câmpul gravitațional al Pământului. Misiunile gravimetrice și implicațiile lor pentru proiectarea sistemelor spațiale. Sateliții cu orbită joasă ca o clasă de nave spațiale, caracteristicile lor.
4. Enunţuri matematice. Robert Goddard, istoria sa, problema numită după el și rolul acesteia în teoria controlului optim.
Cunoașterea elementelor istoriei creării tehnologiei rachetelor. Povestea lui Robert Goddard și a rachetelor sale. Problema lui Goddard privind înălțimea maximă de ridicare verticală a unei rachete, formularea acesteia sub forma unei probleme de control optim. Concepte de bază despre problemele de control optim.
5. Manevrele. Fazele active și pasive ale zborului navei spațiale
Introducere în modelele matematice ale manevrelor de corectare a traiectoriei navelor spațiale: „puls” și „uniform”. Diferența de abordări de modelare: „împăsarea” segmentelor de traiectorii cu o funcție de viteză neliniară și respectiv prezența secțiunilor active. O încercare de a simula un zbor între două orbite folosind un lanț de manevre.
6. Ce trebuie construit pe Pământ? Segment de sol, dispozitive transceiver.
Familiarizare cu elementele de bază ale programării sesiunilor de comunicare, zone de vizibilitate. Elemente ale istoriei dezvoltării echipamentelor de monitorizare radio pe orbită, tipuri de antene de transmisie și recepție. Organizarea comunicațiilor radio între placă și Pământ.
7. Asamblam constructorul. Sisteme de andocare a navelor spațiale – istorie, stare actuală, perspective.
Conceptul de inginerie și probleme matematice de organizare a andocării. Exemple istorice, enunțuri de probleme. Implementarea stațiilor orbitale cu mai multe module.
8. Cum să nu te pierzi în spațiu. Sisteme de orientare și stabilizare a navelor spațiale. Istoria dezvoltării, caracteristicile matematice ale construcției, probleme tipice
Introducere în istoria creării sistemelor de orientare și stabilizare a navelor spațiale, conceptul de probleme matematice de orientare și stabilizare. Dispozitive utilizate în unitățile de orientare și stabilizare.
9. Unde vom zbura mai departe? Zboruri către planete - istorie, stare actuală, perspective.
Introducere în problemele care apar la planificarea zborurilor dincolo de sistemul Pământ-Lună. Istorie, misiuni planificate, probleme de inginerie și matematică.
10. Ce sateliți sunt cei mai mulți? Sisteme de navigație, comunicații, teledetecție
Familiaritate cu sistemele de comunicare, detecție și navigație. Istoria dezvoltării, exemple, perspective. Introducere în sistemele de alimentare a navelor spațiale.