Rumflyvninger: historie, nuværende tilstand, udsigter - gratis kursus fra Open Education, træning 15 uger, Dato: 2. december 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
Formålet med at studere disciplinen "Rumflyvninger: historie, nuværende tilstand, udsigter" er at udvikle i studerende et kompleks af moderne teoretisk og praktisk viden og færdigheder inden for systemdesign af rummissioner og administrere dem.
Kursets hovedkomponenter er: ballistisk missionsdesign, rumfartøjsorientering og stabiliseringssystemer, jord overvågnings- og kommunikationsudstyr, kontrol af rumfartøjet i dets aktive levetid og energibudgettering af flyveoperationer.
Materialet relateret til de tilsvarende matematiske modeller, metoder til at løse problemer stillet til disse modeller, såvel som de historiske aspekter af brugen af disse modeller til at understøtte skabelsen af rum teknologi.
Forelæsninger er opdelt i blokke, blandt hvilke vi kan skelne betinget "populær matematisk", "matematisk" og "populærvidenskab". Vi forsøger, hvor det er muligt, at forenkle teorien for at give lytteren en kvalitativ idé om, hvad det matematiske grundlag ligger i komplekserne til at understøtte moderne rumflyvninger, hvordan de kom til det, og hvad der antages gøre næste.
I øjeblikket er Moskva Universitet et af de førende centre for national uddannelse, videnskab og kultur. At hæve niveauet af højt kvalificeret personale, søge efter videnskabelig sandhed, med fokus på humanistisk idealer om godhed, retfærdighed, frihed - det er det, vi i dag ser efter det bedste universitet traditioner Moscow State University er det største klassiske universitet i Den Russiske Føderation, et særligt værdifuldt objekt for kulturarv for folkene i Rusland. Det uddanner studerende på 39 fakulteter i 128 områder og specialer, kandidatstuderende og ph.d.-studerende i 28 fakulteter i 18 videnskabelige grene og 168 videnskabelige specialer, som dækker næsten hele spektret af moderne universiteter uddannelse. I øjeblikket studerer mere end 40 tusinde studerende, kandidatstuderende, ph.d.-studerende såvel som specialister i det avancerede uddannelsessystem ved Moskva State University. Derudover studerer omkring 10 tusind skolebørn ved Moskvas statsuniversitet. Videnskabeligt arbejde og undervisning udføres på museer, på uddannelses- og videnskabelige praksisbaser, på ekspeditioner, på forskningsfartøjer og i avancerede træningscentre.
Indledende foredrag. Introduktion til emnet, beskrivelse af nye problemer.
1. "Omfatter". Rumfartøjer som et system.
Udarbejdelse af et funktionelt diagram af en rummission, forståelse af forholdet mellem kravene til elementer. Forståelse af missionens sammensætning, forholdet mellem jord- og rumsegmenterne, løfteraketter og rumfartøjer. Forståelse af det modulære princip for rumfartøjslayout, kendskab til eksempler på familier af satellitplatforme: ikke-orienterbar, enakset, treakset Eksempler på vellykkede og delvist vellykkede løsninger på ballistiske missionsdesignproblemer midler.
2. Hvad har vi? Bevægelse af rumfartøjets massecenter.
Introduktion til det matematiske grundlag for himmelmekanik. Grundlæggende om de anvendte koordinatsystemer. Bevægelsesligninger i et centralt gravitationsfelt, første integraler af bevægelsesligningerne. Energiklassificering af baner, kredsløbsparametre, klassificering af satellitmissioner i henhold til de anvendte baner. Introduktion til banekorrektionsmanøvrer (ændring af kredsløbsform, ændring af kredsløbshældning), eksempler brug, konsolidering af emnerne mål og flyvekrav ved hjælp af eksemplet med valg af alternative baner og skemaer udskillelse.
3. Hvordan kommer man til Månen? Hvordan flyver man korrekt? Flyvninger i det nære rum og forstyrrende flyvningsfaktorer.
En kort historie om at designe flyvninger fra Jorden til Månen. Brug tidlige computere til at forstå kompleksiteten af et problem. Problemer med at opsende en raketmotor med flydende drivmiddel i rummet som en del af flyvedesign uden henvisning til affyringsvinduer. Introduktion til de forstyrrende faktorer ved rumflyvning. Forstærkning af emnet for de anvendte koordinatsystemer ved hjælp af eksemplet med en historie om Jordens gravitationsfelt. Gravimetriske missioner og deres implikationer for design af rumsystemer. Lav-kredsløb satellitter som en klasse af rumfartøjer, deres funktioner.
4. Matematiske udsagn. Robert Goddard, hans historie, problemet opkaldt efter ham og dets rolle i teorien om optimal kontrol.
Bekendtskab med elementer fra historien om skabelsen af raketteknologi. Historien om Robert Goddard og hans raketter. Goddards problem med den maksimale lodrette løftehøjde af en raket, dens formulering i form af et optimalt kontrolproblem. Grundlæggende begreber om optimale kontrolproblemer.
5. Manøvrer. Aktive og passive faser af rumfartøjsflyvning
Introduktion til matematiske modeller af rumfartøjers banekorrektionsmanøvrer: "puls" og "uniform". Forskellen i modelleringsmetoder: "syning" af segmenter af baner med en ikke-glat hastighedsfunktion og tilstedeværelsen af henholdsvis aktive sektioner. Et forsøg på at simulere en flyvning mellem to baner ved hjælp af en kæde af manøvrer.
6. Hvad skal der bygges på Jorden? Jordsegment, transceiver-enheder.
Kendskab til det grundlæggende i planlægning af kommunikationssessioner, synlighedszoner. Elementer af historien om udviklingen af kredsløbsradioovervågningsudstyr, typer af sende- og modtageantenner. Organisering af radiokommunikation mellem tavlen og Jorden.
7. Vi samler konstruktøren. Rumfartøjs dockingsystemer – historie, nuværende tilstand, udsigter.
Konceptet med tekniske og matematiske problemer med at organisere docking. Historiske eksempler, problemformuleringer. Indsættelse af multi-modul orbital stationer.
8. Hvordan man ikke farer vild i rummet. Orienterings- og stabiliseringssystemer til rumfartøjer. Udviklingshistorie, matematiske træk ved konstruktion, typiske problemer
Introduktion til historien om skabelsen af rumfartøjers orienterings- og stabiliseringssystemer, begrebet matematiske problemer med orientering og stabilisering. Enheder, der bruges i orienterings- og stabiliseringsenheder.
9. Hvor flyver vi næste gang? Flyrejser til planeter - historie, nuværende status, udsigter.
Introduktion til problemer, der opstår ved planlægning af flyvninger ud over Jord-Måne-systemet. Historie, planlagte missioner, tekniske og matematiske spørgsmål.
10. Hvilke satellitter er der flest? Navigation, kommunikation, fjernmålingssystemer
Kendskab til kommunikation, sansning og navigationssystemer. Udviklingshistorie, eksempler, udsigter. Introduktion til rumfartøjers strømforsyningssystemer.