Voli spaziali: storia, stato attuale, prospettive - corso gratuito da Open Education, formazione 15 settimane, Data: 2 dicembre 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
Lo scopo dello studio della disciplina "Voli spaziali: storia, stato attuale, prospettive" è quello di svilupparsi negli studenti un complesso di moderne conoscenze e competenze teoriche e pratiche nel campo della progettazione di sistemi di missioni spaziali e gestirli.
Le componenti principali del corso sono: progettazione di missioni balistiche, sistemi di orientamento e stabilizzazione dei veicoli spaziali, terra apparecchiature di sorveglianza e comunicazione, controllo del veicolo spaziale durante la sua vita attiva e bilancio energetico delle operazioni di volo.
Il materiale relativo ai corrispondenti modelli matematici, metodi per risolvere i problemi posti questi modelli, nonché gli aspetti storici dell'uso di questi modelli per supportare la creazione dello spazio tecnologia.
Le lezioni sono divise in blocchi, tra i quali possiamo distinguere condizionatamente “matematica popolare”, “matematica” e “scienza popolare”. Cerchiamo, utilizzando ove possibile, la semplificazione della teoria, di dare all'ascoltatore un'idea qualitativa di cosa la base matematica risiede nei complessi per supportare i moderni voli spaziali, come sono arrivati a ciò e cosa si presume fai dopo.
Attualmente, l'Università di Mosca è uno dei principali centri nazionali di istruzione, scienza e cultura. Innalzare il livello del personale altamente qualificato, ricercare la verità scientifica, focalizzarsi su quello umanistico ideali di bontà, giustizia, libertà: questo è ciò che vediamo oggi come seguito alla migliore università tradizioni L'Università statale di Mosca è la più grande università classica della Federazione Russa, un oggetto particolarmente prezioso del patrimonio culturale dei popoli russi. Forma studenti in 39 facoltà in 128 aree e specialità, dottorandi e dottorandi in 28 facoltà in 18 rami scientifici e 168 specialità scientifiche, che coprono quasi l'intero spettro dell'università moderna formazione scolastica. Attualmente, più di 40mila studenti, dottorandi, dottorandi e specialisti nel sistema di formazione avanzata studiano all'Università statale di Mosca. Inoltre, circa 10mila scolari studiano all'Università statale di Mosca. Il lavoro scientifico e l'insegnamento vengono svolti nei musei, nelle basi di pratica educativa e scientifica, nelle spedizioni, sulle navi da ricerca e nei centri di formazione avanzata.
Lezione introduttiva. Introduzione all'argomento, descrizione dei problemi emergenti.
1. "Comprende". Veicolo spaziale come sistema.
Elaborazione di un diagramma funzionale di una missione spaziale, comprendendo la relazione tra i requisiti degli elementi. Comprendere la composizione della missione, le relazioni tra i segmenti terrestre e spaziale, i veicoli di lancio e i veicoli spaziali. Comprensione del principio modulare del layout dei veicoli spaziali, familiarità con esempi di famiglie di piattaforme satellitari: non orientabile, monoassiale, triassiale Esempi di soluzioni riuscite e parzialmente riuscite a problemi di progettazione di missioni balistiche significa.
2. Cosa abbiamo? Movimento del centro di massa della navicella spaziale.
Introduzione ai fondamenti matematici della meccanica celeste. Nozioni di base sui sistemi di coordinate utilizzati. Equazioni del moto in un campo gravitazionale centrale, primi integrali delle equazioni del moto. Classificazione energetica delle orbite, parametri orbitali, classificazione delle missioni satellitari in base alle orbite utilizzate. Introduzione alle manovre di correzione dell'orbita (cambiamento della forma orbitale, cambiamento dell'inclinazione orbitale), esempi utilizzo, consolidamento degli argomenti relativi agli obiettivi e ai requisiti di volo utilizzando l'esempio della scelta di orbite e schemi alternativi escrezione.
3. Come arrivare sulla Luna? Come volare correttamente? Voli nello spazio vicino e fattori di disturbo del volo.
Una breve storia della progettazione dei voli dalla Terra alla Luna. Utilizzare i primi computer per comprendere la complessità di un problema. Problemi relativi al lancio di un motore a razzo a propellente liquido nello spazio come parte della progettazione del volo senza riferimento alle finestre di lancio. Introduzione ai fattori di disturbo del volo spaziale. Rafforzare il tema dei sistemi di coordinate utilizzati utilizzando l’esempio di una storia sul campo gravitazionale della Terra. Missioni gravimetriche e loro implicazioni per la progettazione di sistemi spaziali. Satelliti a bassa orbita come classe di veicoli spaziali, loro caratteristiche.
4. Affermazioni matematiche. Robert Goddard, la sua storia, il problema che porta il suo nome e il suo ruolo nella teoria del controllo ottimo.
Conoscenza di elementi della storia della creazione della tecnologia missilistica. La storia di Robert Goddard e dei suoi razzi. Il problema di Goddard sulla massima altezza di sollevamento verticale di un razzo, sua formulazione sotto forma di problema di controllo ottimo. Concetti di base sui problemi di controllo ottimo.
5. Manovre. Fasi attive e passive del volo di un veicolo spaziale
Introduzione ai modelli matematici delle manovre di correzione della traiettoria dei veicoli spaziali: “impulso” e “uniforme”. La differenza negli approcci di modellazione: “cucitura” di segmenti di traiettorie con una funzione di velocità non regolare e la presenza di sezioni attive, rispettivamente. Un tentativo di simulare un volo tra due orbite utilizzando una catena di manovre.
6. Cosa bisogna costruire sulla Terra? Segmento di terra, dispositivi ricetrasmittenti.
Familiarità con le basi della pianificazione delle sessioni di comunicazione, delle zone di visibilità. Elementi della storia dello sviluppo delle apparecchiature di monitoraggio radio orbitale, tipi di antenne trasmittenti e riceventi. Organizzazione della comunicazione radio tra la scheda e la Terra.
7. Montiamo il costruttore. Sistemi di attracco per veicoli spaziali: storia, stato attuale, prospettive.
Il concetto di ingegneria e problemi matematici relativi all'organizzazione dell'attracco. Esempi storici, dichiarazioni di problemi. Distribuzione di stazioni orbitali multi-modulo.
8. Come non perdersi nello spazio. Sistemi di orientamento e stabilizzazione dei veicoli spaziali. Storia dello sviluppo, caratteristiche matematiche della costruzione, problemi tipici
Introduzione alla storia della creazione dei sistemi di orientamento e stabilizzazione dei veicoli spaziali, il concetto di problemi matematici di orientamento e stabilizzazione. Dispositivi utilizzati nelle unità di orientamento e stabilizzazione.
9. Dove voleremo la prossima volta? Voli verso i pianeti: storia, stato attuale, prospettive.
Introduzione alle problematiche che sorgono quando si pianificano voli oltre il sistema Terra-Luna. Storia, missioni pianificate, questioni ingegneristiche e matematiche.
10. Quali sono i satelliti più numerosi? Navigazione, comunicazione, sistemi di telerilevamento
Familiarità con i sistemi di comunicazione, rilevamento e navigazione. Storia dello sviluppo, esempi, prospettive. Introduzione ai sistemi di alimentazione dei veicoli spaziali.