Kosmoselennud: ajalugu, hetkeseis, väljavaated - tasuta kursus Open Educationist, koolitus 15 nädalat, kuupäev: 2. detsember 2023.
Varia / / December 06, 2023
Distsipliini “Kosmoselennud: ajalugu, hetkeseis, väljavaated” õppimise eesmärk on õpilastes areneda kaasaegsete teoreetiliste ja praktiliste teadmiste ja oskuste kompleks kosmosemissioonide süsteemse projekteerimise valdkonnas ja nende haldamine.
Kursuse põhikomponendid on: ballistilise missiooni projekteerimine, kosmoselaevade orientatsiooni- ja stabiliseerimissüsteemid, maapind seire- ja sideseadmed, kosmoseaparaadi juhtimine selle aktiivse eluea jooksul ja lennutegevuse energiaeelarve koostamine.
Materjalid on seotud vastavate matemaatiliste mudelite, ülesannete lahendamise meetoditega need mudelid, aga ka nende mudelite kasutamise ajaloolised aspektid ruumi loomise toetamiseks tehnoloogia.
Loengud on jagatud plokkideks, mille hulgas saab eristada tinglikult “populaarne matemaatika”, “matemaatika” ja “populaarteadus”. Püüame võimaluse korral teooria lihtsustamist kasutades anda kuulajale kvalitatiivse ettekujutuse sellest, mida matemaatiline alus seisneb tänapäevaste kosmoselendude toetamise kompleksides, kuidas need selleni jõudsid ja mida eeldatakse tee järgmine.
Praegu on Moskva ülikool üks juhtivaid rahvusliku hariduse, teaduse ja kultuuri keskusi. Kõrgelt kvalifitseeritud personali taseme tõstmine, teadusliku tõe otsimine, keskendumine humanistlikule headuse, õigluse, vabaduse ideaalid – see on see, mida me täna näeme parima ülikooli järgijana traditsioonid Moskva Riiklik Ülikool on Vene Föderatsiooni suurim klassikaline ülikool, eriti väärtuslik Venemaa rahvaste kultuuripärandi objekt. Koolitatakse üliõpilasi 39 teaduskonnas 128 valdkonnas ja erialal, kraadiõppureid ja doktorante 28 erialal. teaduskondi 18 teadusharul ja 168 teaduserialal, mis hõlmavad peaaegu kogu kaasaegse ülikooli spektri haridust. Praegu õpib Moskva Riiklikus Ülikoolis üle 40 tuhande üliõpilase, kraadiõppuri, doktorandi, aga ka täiendõppesüsteemi spetsialisti. Lisaks õpib Moskva Riiklikus Ülikoolis umbes 10 tuhat koolilast. Teaduslikku tööd ja õppetööd tehakse muuseumides, õppe- ja teaduspraktikabaasides, ekspeditsioonidel, uurimislaevadel ja täiendõppekeskustes.
Sissejuhatav loeng. Sissejuhatus teemasse, esilekerkivate probleemide kirjeldus.
1. "Hõlmab". Kosmoseaparaat kui süsteem.
Kosmosemissiooni funktsionaalse diagrammi koostamine, elementidele esitatavate nõuete seoste mõistmine. Missiooni koosseisu, maa- ja kosmosesegmentide, kanderakettide ja kosmoseaparaatide vaheliste suhete mõistmine. Kosmoselaevade paigutuse modulaarse põhimõtte mõistmine, satelliidiplatvormide perekondade näidete tundmine: mitteorienteeritav, üheteljeline, kolmeteljeline Näiteid edukatest ja osaliselt edukatest lahendustest ballistiliste missioonide kavandamise probleemidele tähendab.
2. Mis meil on? Kosmoselaeva massikeskme liikumine.
Sissejuhatus taevamehaanika matemaatilistesse alustesse. Kasutatavate koordinaatsüsteemide põhitõed. Liikumisvõrrandid tsentraalses gravitatsiooniväljas, liikumisvõrrandite esimesed integraalid. Orbiitide energiaklassifikatsioon, orbiidi parameetrid, satelliitide missioonide klassifikatsioon vastavalt kasutatavatele orbiitidele. Sissejuhatus orbiidi korrigeerimise manöövritesse (orbiidi kuju muutmine, orbiidi kalde muutmine), näited eesmärkide ja lennunõuete teemade kasutamine, kinnistamine alternatiivsete orbiitide ja skeemide valiku näitel eritumist.
3. Kuidas Kuule saada? Kuidas õigesti lennata? Lennud lähikosmoses ja lendu segavad tegurid.
Lühike ajalugu Maalt Kuule lendude kavandamisest. Varasemate arvutite kasutamine probleemi keerukuse mõistmiseks. Vedelkütuse rakettmootori kosmosesse saatmise probleemid lennudisaini osana ilma stardiakendele viitamata. Sissejuhatus kosmoselendu segavatesse teguritesse. Kasutatavate koordinaatsüsteemide teema tugevdamine Maa gravitatsioonivälja jutustuse näitel. Gravimeetrilised missioonid ja nende mõju kosmosesüsteemide kujundamisele. Madala orbiidiga satelliidid kui kosmoselaevade klass, nende omadused.
4. Matemaatilised väited. Robert Goddard, tema ajalugu, tema järgi nimetatud probleem ja selle roll optimaalse kontrolli teoorias.
Tutvumine raketitehnoloogia loomise ajaloo elementidega. Lugu Robert Goddardist ja tema rakettidest. Goddardi ülesanne raketi maksimaalse vertikaalse tõstekõrguse kohta, selle formuleerimine optimaalse juhtimisülesande vormis. Põhikontseptsioonid optimaalsete juhtimisprobleemide kohta.
5. Manöövrid. Kosmoselaevade lennu aktiivsed ja passiivsed faasid
Sissejuhatus kosmoseaparaadi trajektoori korrigeerimise manöövrite matemaatilistesse mudelitesse: "impulss" ja "ühtlane". Modelleerimisviiside erinevus: trajektooride segmentide “õmblemine” mittesujuva kiirusfunktsiooniga ja vastavalt aktiivsete lõikude olemasolu. Katse simuleerida lendu kahe orbiidi vahel manöövrite ahela abil.
6. Mida tuleb Maa peale ehitada? Maapealne segment, transiiverseadmed.
Sideseansside ajastamise põhitõdede tundmine, nähtavustsoonid. Orbiidi raadioseireseadmete väljatöötamise ajaloo elemendid, saate- ja vastuvõtuantennide tüübid. Tahvli ja Maa vahelise raadioside korraldamine.
7. Panime kokku konstruktori. Kosmoselaevade dokkimissüsteemid – ajalugu, hetkeseis, väljavaated.
Dokkimise korraldamise insenerikontseptsioon ja matemaatilised probleemid. Ajaloolised näited, probleemipüstitused. Mitme mooduliga orbitaaljaamade kasutuselevõtt.
8. Kuidas mitte kosmoses eksida. Kosmoselaevade orientatsiooni- ja stabiliseerimissüsteemid. Arengulugu, ehituse matemaatilised tunnused, tüüpprobleemid
Sissejuhatus kosmoselaevade orientatsiooni- ja stabiliseerimissüsteemide loomise ajaloosse, orientatsiooni ja stabiliseerimise matemaatiliste probleemide kontseptsiooni. Suunamis- ja stabiliseerimisseadmetes kasutatavad seadmed.
9. Kuhu me järgmisena lendame? Lennud planeetidele – ajalugu, hetkeseis, väljavaated.
Sissejuhatus probleemidesse, mis tekivad lendude planeerimisel väljaspool Maa-Kuu süsteemi. Ajalugu, kavandatud missioonid, inseneri- ja matemaatilised küsimused.
10. Milliseid satelliite on kõige rohkem? Navigatsiooni-, side-, kaugseiresüsteemid
Side-, tuvastus- ja navigatsioonisüsteemide tundmine. Arengulugu, näited, väljavaated. Sissejuhatus kosmoselaevade toitesüsteemidesse.