Vesoljski poleti: zgodovina, trenutno stanje, možnosti - brezplačen tečaj Open Education, usposabljanje 15 tednov, datum: 2. december 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
Namen študija discipline "Vesoljski poleti: zgodovina, trenutno stanje, možnosti" je razviti pri študentih kompleks sodobnih teoretičnih in praktičnih znanj in veščin na področju načrtovanja sistemov vesoljskih misij in upravljanje z njimi.
Glavne komponente tečaja so: načrtovanje balistične misije, sistemi za orientacijo in stabilizacijo vesoljskega plovila, tla nadzorna in komunikacijska oprema, nadzor vesoljskega plovila med njegovo aktivno življenjsko dobo in proračun za energijo letalskih operacij.
Gradivo se nanaša na ustrezne matematične modele, metode za reševanje zastavljenih problemov ti modeli, pa tudi zgodovinski vidiki uporabe teh modelov za podporo ustvarjanju prostora tehnologija.
Predavanja so razdeljena na sklope, med katerimi pogojno ločimo »popularno matematično«, »matematično« in »popularno znanost«. Poskušamo, kjer je mogoče, uporabiti poenostavitev teorije, da bi poslušalcu dali kakovostno predstavo o tem, kaj matematična osnova je v kompleksih za podporo sodobnim vesoljskim poletom, kako so do njih prišli in kaj se domneva naredi naslednje.
Moskovska univerza je trenutno eno vodilnih središč nacionalnega izobraževanja, znanosti in kulture. Dvig visoko usposobljenega kadra, iskanje znanstvene resnice, usmerjanje v humanistiko ideali dobrote, pravičnosti, svobode - to je tisto, kar danes vidimo kot sledenje najboljši univerzi tradicije Moskovska državna univerza je največja klasična univerza v Ruski federaciji, še posebej dragocen objekt kulturne dediščine narodov Rusije. Usposablja študente na 39 fakultetah na 128 področjih in specialnostih, podiplomske in doktorske študente na 28 fakultete v 18 vejah znanosti in 168 znanstvenih specialnostih, ki pokrivajo skoraj celoten spekter sodobne univerze. izobraževanje. Trenutno na Moskovski državni univerzi študira več kot 40 tisoč študentov, podiplomskih študentov, doktorskih študentov, pa tudi specialistov v sistemu naprednega usposabljanja. Poleg tega približno 10 tisoč šolarjev študira na Moskovski državni univerzi. Znanstveno delo in poučevanje se izvajata v muzejih, na izobraževalnih in znanstvenih bazah, na ekspedicijah, na raziskovalnih plovilih in v centrih za napredno usposabljanje.
Uvodno predavanje. Uvod v temo, opis nastajajočih problemov.
1. "Vsebuje". Vesoljsko plovilo kot sistem.
Izdelava funkcionalnega diagrama vesoljske misije, razumevanje razmerja med zahtevami po elementih. Razumevanje sestave misije, odnosov med zemeljskimi in vesoljskimi segmenti, nosilnimi raketami in vesoljskimi plovili. Razumevanje modularnega principa postavitve vesoljskih plovil, poznavanje primerov družin satelitskih platform: neorientabilni, enoosni, triosni Primeri uspešnih in delno uspešnih rešitev problemov oblikovanja balističnih misij pomeni.
2. Kaj imamo? Gibanje središča mase vesoljskega plovila.
Uvod v matematične osnove nebesne mehanike. Osnove uporabljenih koordinatnih sistemov. Enačbe gibanja v centralnem gravitacijskem polju, prvi integrali enačb gibanja. Energetska klasifikacija orbit, parametri orbite, klasifikacija satelitskih misij glede na uporabljene orbite. Uvod v manevre korekcije orbite (spreminjanje oblike orbite, spreminjanje naklona orbite), primeri uporaba, utrjevanje tematike ciljev in zahtev letenja na primeru izbire alternativnih orbit in shem izločanje.
3. Kako priti na Luno? Kako pravilno leteti? Leti v bližnjem vesolju in moteči dejavniki letenja.
Kratka zgodovina načrtovanja poletov z Zemlje na Luno. Uporaba zgodnjih računalnikov za razumevanje kompleksnosti problema. Težave z izstrelitvijo raketnega motorja na tekoče gorivo v vesolje kot del načrtovanja leta brez sklicevanja na izstrelitvena okna. Uvod v moteče dejavnike vesoljskih poletov. Utrjevanje teme o uporabljenih koordinatnih sistemih na primeru zgodbe o gravitacijskem polju Zemlje. Gravimetrične misije in njihove posledice za načrtovanje vesoljskega sistema. Nizkoorbitalni sateliti kot razred vesoljskih plovil, njihove značilnosti.
4. Matematične izjave. Robert Goddard, njegova zgodovina, po njem poimenovan problem in njegova vloga v teoriji optimalnega vodenja.
Seznanitev z elementi zgodovine nastanka raketne tehnologije. Zgodba o Robertu Goddardu in njegovih raketah. Goddardov problem o največji navpični višini dviga rakete, njegova formulacija v obliki problema optimalnega vodenja. Osnovni pojmi o problemih optimalnega vodenja.
5. Manevri. Aktivne in pasivne faze leta vesoljskega plovila
Uvod v matematične modele manevrov korekcije tirnice vesoljskega plovila: "pulzni" in "enotni". Razlika v pristopih modeliranja: "šivanje" segmentov trajektorij z negladko funkcijo hitrosti oziroma prisotnost aktivnih odsekov. Poskus simulacije letenja med dvema orbitama z uporabo verige manevrov.
6. Kaj je treba zgraditi na Zemlji? Zemeljski segment, sprejemno-sprejemne naprave.
Seznanjenost z osnovami razporejanja komunikacijskih sej, con vidnosti. Elementi zgodovine razvoja opreme za radijsko spremljanje orbite, vrste oddajnih in sprejemnih anten. Organizacija radijske komunikacije med ploščo in Zemljo.
7. Sestavimo konstruktor. Priklopni sistemi vesoljskih plovil – zgodovina, trenutno stanje, možnosti.
Koncept inženirskih in matematičnih problemov organizacije pristanišča. Zgodovinski primeri, navedbe problemov. Postavitev večmodulnih orbitalnih postaj.
8. Kako se ne izgubiti v vesolju. Sistemi za orientacijo in stabilizacijo vesoljskih plovil. Zgodovina razvoja, matematične značilnosti konstrukcije, tipični problemi
Uvod v zgodovino nastanka sistemov za orientacijo in stabilizacijo vesoljskih plovil, koncept matematičnih problemov orientacije in stabilizacije. Naprave, ki se uporabljajo v enotah za orientacijo in stabilizacijo.
9. Kam letimo naslednjič? Poleti na planete - zgodovina, trenutno stanje, obeti.
Uvod v vprašanja, ki se pojavljajo pri načrtovanju poletov izven sistema Zemlja-Luna. Zgodovina, načrtovane misije, inženirska in matematična vprašanja.
10. Katerih satelitov je največ? Sistemi za navigacijo, komunikacijo, daljinsko zaznavanje
Poznavanje komunikacijskih, zaznavnih in navigacijskih sistemov. Zgodovina razvoja, primeri, možnosti. Uvod v sisteme napajanja vesoljskih plovil.