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Vols spatiaux: histoire, état actuel, perspectives - cours gratuit d'Open Education, formation 15 semaines, Date: 2 décembre 2023.
Miscellanea / / December 06, 2023
L'objectif de l'étude de la discipline « Vols spatiaux: histoire, état actuel, perspectives » est de développer chez les étudiants un ensemble de connaissances et de compétences théoriques et pratiques modernes dans le domaine de la conception de systèmes de missions spatiales et les gérer.
Les principales composantes du cours sont: la conception de missions balistiques, les systèmes d'orientation et de stabilisation des engins spatiaux, les systèmes au sol. équipements de surveillance et de communication, contrôle de l'engin spatial pendant sa vie active et budgétisation énergétique des opérations aériennes.
Le matériel lié aux modèles mathématiques correspondants, aux méthodes de résolution des problèmes posés pour ces modèles, ainsi que les aspects historiques de l'utilisation de ces modèles pour soutenir la création d'espace technologie.
Les cours sont divisés en blocs, parmi lesquels on peut distinguer conditionnellement « mathématiques populaires », « mathématiques » et « sciences populaires ». Nous essayons, en utilisant lorsque cela est possible, la simplification de la théorie, de donner à l'auditeur une idée qualitative de ce que la base mathématique réside dans les complexes permettant de soutenir les vols spatiaux modernes, comment ils y sont parvenus et ce qui est supposé faire ensuite.
Actuellement, l'Université de Moscou est l'un des principaux centres nationaux d'éducation, de science et de culture. Élever le niveau du personnel hautement qualifié, rechercher la vérité scientifique, se concentrer sur l'humanisme idéaux de bonté, de justice, de liberté - c'est ce que nous considérons aujourd'hui comme suivant la meilleure université traditions L'Université d'État de Moscou est la plus grande université classique de la Fédération de Russie, un objet particulièrement précieux du patrimoine culturel des peuples de Russie. Il forme des étudiants dans 39 facultés dans 128 domaines et spécialités, des étudiants diplômés et doctorants dans 28 des facultés dans 18 branches scientifiques et 168 spécialités scientifiques, qui couvrent presque tout le spectre de l'université moderne éducation. Actuellement, plus de 40 000 étudiants, étudiants diplômés, doctorants ainsi que spécialistes du système de formation avancée étudient à l'Université d'État de Moscou. En outre, environ 10 000 écoliers étudient à l'Université d'État de Moscou. Le travail et l'enseignement scientifiques sont effectués dans les musées, dans les bases de formation et de pratique scientifique, lors d'expéditions, sur des navires de recherche et dans des centres de formation avancée.
Conférence introductive. Introduction au sujet, description des problèmes émergents.
1. "Comprend". Le vaisseau spatial en tant que système.
Etablir un schéma fonctionnel d'une mission spatiale, comprendre la relation entre les exigences des éléments. Comprendre la composition de la mission, les relations entre les segments terrestres et spatiaux, les lanceurs et les engins spatiaux. Comprendre le principe modulaire d'agencement des engins spatiaux, connaissance d'exemples de familles de plateformes satellitaires: non orientable, uniaxial, triaxial Exemples de solutions réussies et partiellement réussies aux problèmes de conception de missions balistiques moyens.
2. Qu'avons-nous? Mouvement du centre de masse du vaisseau spatial.
Introduction aux fondements mathématiques de la mécanique céleste. Notions de base sur les systèmes de coordonnées utilisés. Equations de mouvement dans un champ gravitationnel central, premières intégrales des équations de mouvement. Classification énergétique des orbites, paramètres d'orbite, classification des missions satellites selon les orbites utilisées. Introduction aux manœuvres de correction d'orbite (changement de forme orbitale, changement d'inclinaison orbitale), exemples utilisation, consolidation des thèmes des objectifs et des exigences de vol à l'aide de l'exemple du choix d'orbites et de schémas alternatifs excrétion.
3. Comment aller sur la Lune? Comment voler correctement? Vols dans l’espace proche et facteurs perturbateurs du vol.
Une brève histoire de la conception des vols de la Terre à la Lune. Utiliser les premiers ordinateurs pour comprendre la complexité d’un problème. Problèmes liés au lancement d'un moteur-fusée à propergol liquide dans l'espace dans le cadre de la conception du vol sans référence aux fenêtres de lancement. Introduction aux facteurs perturbateurs du vol spatial. Renforcer le sujet des systèmes de coordonnées utilisés à l’aide de l’exemple d’une histoire sur le champ gravitationnel de la Terre. Missions gravimétriques et leurs implications pour la conception de systèmes spatiaux. Satellites en orbite basse en tant que classe d'engins spatiaux, leurs caractéristiques.
4. Énoncés mathématiques. Robert Goddard, son histoire, le problème qui porte son nom et son rôle dans la théorie du contrôle optimal.
Connaissance d'éléments de l'histoire de la création de la technologie des fusées. L'histoire de Robert Goddard et de ses fusées. Problème de Goddard sur la hauteur de portance verticale maximale d'une fusée, sa formulation sous la forme d'un problème de contrôle optimal. Concepts de base sur les problèmes de contrôle optimal.
5. Manœuvres. Phases actives et passives du vol du vaisseau spatial
Introduction aux modèles mathématiques de manœuvres de correction de trajectoire des engins spatiaux: « impulsion » et « uniforme ». La différence dans les approches de modélisation: « assemblage » de segments de trajectoires avec une fonction de vitesse non lisse et la présence de sections actives, respectivement. Une tentative de simuler un vol entre deux orbites à l'aide d'une chaîne de manœuvres.
6. Que faut-il construire sur Terre? Segment terrestre, appareils émetteurs-récepteurs.
Familiarité avec les bases de la planification des sessions de communication, des zones de visibilité. Éléments de l'histoire du développement des équipements de surveillance radio orbitale, types d'antennes d'émission et de réception. Organisation de la communication radio entre la planche et la Terre.
7. Nous assemblons le constructeur. Systèmes d'amarrage pour engins spatiaux – histoire, état actuel, perspectives.
Le concept d'ingénierie et les problèmes mathématiques d'organisation de l'amarrage. Exemples historiques, énoncés de problèmes. Déploiement de stations orbitales multi-modules.
8. Comment ne pas se perdre dans l'espace. Systèmes d'orientation et de stabilisation des engins spatiaux. Histoire du développement, caractéristiques mathématiques de la construction, problèmes typiques
Introduction à l'histoire de la création des systèmes d'orientation et de stabilisation des engins spatiaux, à la notion de problèmes mathématiques d'orientation et de stabilisation. Dispositifs utilisés dans les unités d'orientation et de stabilisation.
9. Où allons-nous voler ensuite? Vols vers les planètes - histoire, situation actuelle, perspectives.
Introduction aux problématiques qui se posent lors de la planification de vols au-delà du système Terre-Lune. Histoire, missions planifiées, questions d'ingénierie et mathématiques.
10. Quels satellites y a-t-il le plus? Systèmes de navigation, de communication, de télédétection
Familiarité avec les systèmes de communication, de détection et de navigation. Histoire du développement, exemples, perspectives. Introduction aux systèmes d'alimentation électrique des engins spatiaux.
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