Rymdflyg: historia, nuvarande tillstånd, framtidsutsikter - gratis kurs från Open Education, utbildning 15 veckor, Datum: 2 december 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
Syftet med att studera disciplinen "Rymdflyg: historia, nuvarande tillstånd, framtidsutsikter" är att utvecklas hos studenter ett komplex av moderna teoretiska och praktiska kunskaper och färdigheter inom området systemdesign av rymduppdrag och hantera dem.
Kursens huvudkomponenter är: ballistiskt uppdragsdesign, rymdskeppsorientering och stabiliseringssystem, mark övervaknings- och kommunikationsutrustning, kontroll av rymdfarkosten under dess aktiva liv och energibudgetering av flygoperationer.
Materialet relaterade till motsvarande matematiska modeller, metoder för att lösa problem som ställs för dessa modeller, såväl som de historiska aspekterna av användningen av dessa modeller för att stödja skapandet av utrymme teknologi.
Föreläsningarna är indelade i block, bland vilka vi kan särskilja villkorligt "populär matematisk", "matematisk" och "populärvetenskap". Vi försöker, där det är möjligt, förenkling av teorin för att ge lyssnaren en kvalitativ uppfattning om vad den matematiska grunden ligger i komplexen för att stödja moderna rymdflygningar, hur de kom till det och vad som antas gör nästa.
För närvarande är Moskvas universitet ett av de ledande centra för nationell utbildning, vetenskap och kultur. Att höja nivån på högt kvalificerad personal, söka efter vetenskaplig sanning, fokusera på humanistisk ideal om godhet, rättvisa, frihet – detta är vad vi idag ser som efter det bästa universitetet traditioner Moscow State University är det största klassiska universitetet i Ryska federationen, ett särskilt värdefullt föremål för kulturarv för folken i Ryssland. Den utbildar studenter vid 39 fakulteter inom 128 områden och specialiteter, doktorander och doktorander i 28 fakulteter i 18 vetenskapsgrenar och 168 vetenskapliga specialiteter, som täcker nästan hela spektrumet av moderna universitet utbildning. För närvarande studerar mer än 40 tusen studenter, doktorander, doktorander, såväl som specialister inom det avancerade utbildningssystemet vid Moscow State University. Dessutom studerar cirka 10 tusen skolbarn vid Moscow State University. Vetenskapligt arbete och undervisning bedrivs på museer, på utbildnings- och vetenskapliga praktikbaser, på expeditioner, på forskningsfartyg och i avancerade utbildningscentra.
Inledande föreläsning. Introduktion till ämnet, beskrivning av nya problem.
1. "Innefattar". Rymdfarkoster som ett system.
Att göra upp ett funktionsdiagram över ett rymduppdrag, förstå sambandet mellan kraven på element. Förstå sammansättningen av uppdraget, relationerna mellan mark- och rymdsegmenten, bärraketer och rymdfarkoster. Förstå den modulära principen för rymdskeppslayout, förtrogenhet med exempel på familjer av satellitplattformar: icke-orienterbar, enaxlig, treaxlig Exempel på framgångsrika och delvis framgångsrika lösningar på problem med ballistiska uppdragsdesign betyder att.
2. Vad har vi? Rörelse av rymdfarkostens masscentrum.
Introduktion till de matematiska grunderna för celestial mekanik. Grunderna i de koordinatsystem som används. Rörelseekvationer i ett centralt gravitationsfält, första integraler av rörelseekvationer. Energiklassificering av banor, orbitparametrar, klassificering av satellituppdrag enligt de banor som används. Introduktion till omloppskorrigeringsmanövrar (ändring av omloppsform, ändrad orbitallutning), exempel användning, konsolidering av ämnena mål och flygkrav med hjälp av exemplet med valet av alternativa banor och scheman exkretion.
3. Hur kommer man till månen? Hur flyger man rätt? Flyg i nära rymden och störande flygfaktorer.
En kort historik om design av flygningar från jorden till månen. Använda tidiga datorer för att förstå komplexiteten i ett problem. Frågor om uppskjutning av en raketmotor med flytande drivmedel i rymden som en del av flygplaneringen utan hänvisning till uppskjutningsfönster. Introduktion till rymdfärdens störande faktorer. Förstärker ämnet för koordinatsystemen som används med exemplet på en berättelse om jordens gravitationsfält. Gravimetriska uppdrag och deras konsekvenser för design av rymdsystem. Satelliter i låg omloppsbana som en klass av rymdfarkoster, deras egenskaper.
4. Matematiska påståenden. Robert Goddard, hans historia, problemet uppkallat efter honom och dess roll i teorin om optimal kontroll.
Bekantskap med delar av historien om skapandet av raketteknik. Historien om Robert Goddard och hans raketer. Goddards problem med den maximala vertikala lyfthöjden för en raket, dess formulering i form av ett optimalt kontrollproblem. Grundläggande begrepp om optimala kontrollproblem.
5. Manövrar. Aktiva och passiva faser av rymdfarkoster
Introduktion till matematiska modeller för manövrar för korrigering av rymdfarkoster: "puls" och "uniform". Skillnaden i modelleringsmetoder: "sy" segment av banor med en icke-jämn hastighetsfunktion respektive närvaron av aktiva sektioner. Ett försök att simulera en flygning mellan två banor med hjälp av en kedja av manövrar.
6. Vad behöver byggas på jorden? Marksegment, transceiverenheter.
Förtrogenhet med grunderna för schemaläggning av kommunikationssessioner, synlighetszoner. Delar av historien om utvecklingen av omloppsradioövervakningsutrustning, typer av sändande och mottagande antenner. Organisation av radiokommunikation mellan styrelsen och jorden.
7. Vi monterar konstruktören. Dockningssystem för rymdfarkoster – historia, nuvarande tillstånd, framtidsutsikter.
Begreppet tekniska och matematiska problem att organisera dockning. Historiska exempel, problemformuleringar. Utplacering av flermoduls orbitalstationer.
8. Hur man inte går vilse i rymden. Orienterings- och stabiliseringssystem för rymdfarkoster. Utvecklingshistoria, matematiska drag i konstruktionen, typiska problem
Introduktion till historien om skapandet av rymdskeppsorientering och stabiliseringssystem, begreppet matematiska problem med orientering och stabilisering. Enheter som används i orienterings- och stabiliseringsenheter.
9. Vart flyger vi härnäst? Flyg till planeter - historia, nuvarande status, framtidsutsikter.
Introduktion till problem som uppstår vid planering av flygningar bortom Earth-Moon-systemet. Historia, planerade uppdrag, ingenjörs- och matematiska frågor.
10. Vilka satelliter finns det flest? Navigation, kommunikation, fjärranalyssystem
Förtrogenhet med kommunikations-, avkännings- och navigationssystem. Utvecklingshistoria, exempel, framtidsutsikter. Introduktion till strömförsörjningssystem för rymdfarkoster.