Kosminiai skrydžiai: istorija, dabartinė būklė, perspektyvos – nemokamas Open Education kursas, mokymai 15 savaičių, Data: 2023 m. gruodžio 2 d.
įvairenybės / / December 06, 2023
Dalykos „Skrydžiai į kosmosą: istorija, dabartinė būklė, perspektyvos“ studijų tikslas – ugdyti studentus šiuolaikinių teorinių ir praktinių žinių ir įgūdžių kompleksas kosminių misijų sistemos projektavimo srityje ir juos valdant.
Pagrindiniai kurso komponentai yra: balistinės misijos projektavimas, erdvėlaivio orientavimo ir stabilizavimo sistemos, žemė stebėjimo ir ryšių įranga, erdvėlaivio valdymas jo aktyvaus veikimo metu ir skrydžio operacijų energijos biudžetas.
Medžiaga susijusi su atitinkamais matematiniais modeliais, uždavinių sprendimo metodais šie modeliai, taip pat istoriniai šių modelių panaudojimo erdvės kūrimui paremti aspektai technologija.
Paskaitos skirstomos į blokus, tarp kurių galima išskirti sąlyginai „populiarųjį matematiką“, „matematinį“ ir „populiarųjį mokslą“. Mes stengiamės, kur įmanoma, naudodamiesi teorijos supaprastinimu, kad klausytojui pateiktų kokybišką supratimą apie tai, kas matematinis pagrindas slypi šiuolaikinių kosminių skrydžių palaikymo kompleksuose, kaip jie atsirado ir kas daroma prielaida daryti toliau.
Šiuo metu Maskvos universitetas yra vienas iš pirmaujančių nacionalinio švietimo, mokslo ir kultūros centrų. Aukštos kvalifikacijos personalo lygio kėlimas, mokslinės tiesos paieška, orientacija į humanistinę gėrio, teisingumo, laisvės idealai – štai ką šiandien matome sekdami geriausiu universitetu tradicijos Maskvos valstybinis universitetas yra didžiausias klasikinis universitetas Rusijos Federacijoje, ypač vertingas Rusijos tautų kultūros paveldo objektas. Joje rengiami studentai 39 fakultetuose 128 srityse ir specialybėse, magistrantai ir doktorantai – 28 fakultetai 18 mokslo šakų ir 168 mokslo specialybės, apimantys beveik visą šiuolaikinio universiteto spektrą išsilavinimas. Šiuo metu Maskvos valstybiniame universitete studijuoja daugiau nei 40 tūkstančių studentų, magistrantų, doktorantų, taip pat kvalifikacijos kėlimo sistemos specialistų. Be to, Maskvos valstybiniame universitete studijuoja apie 10 tūkstančių moksleivių. Mokslinis darbas ir mokymas vykdomas muziejuose, edukacinėse ir mokslinės praktikos bazėse, ekspedicijose, mokslinių tyrimų laivuose, pažangiuosiuose mokymo centruose.
Įvadinė paskaita. Įvadas į temą, iškylančių problemų aprašymas.
1. "Apima". Erdvėlaivis kaip sistema.
Kosminės misijos funkcinės schemos sudarymas, elementams keliamų reikalavimų santykio supratimas. Suprasti misijos sudėtį, ryšius tarp žemės ir kosmoso segmentų, nešėjų ir erdvėlaivių. Modulinio erdvėlaivio išdėstymo principo supratimas, palydovinių platformų šeimų pavyzdžiai: neorientuojamas, vienaašis, triašis sėkmingų ir iš dalies sėkmingų balistinės misijos projektavimo problemų sprendimų pavyzdžiai reiškia.
2. Ką mes turime? Erdvėlaivio masės centro judėjimas.
Įvadas į dangaus mechanikos matematinius pagrindus. Naudojamų koordinačių sistemų pagrindai. Judėjimo centriniame gravitaciniame lauke lygtys, pirmieji judėjimo lygčių integralai. Orbitų energetinė klasifikacija, orbitos parametrai, palydovų misijų klasifikacija pagal naudojamas orbitas. Orbitos korekcijos manevrų įvadas (orbitos formos keitimas, orbitos polinkio keitimas), pavyzdžiai tikslų ir skrydžio reikalavimų temų panaudojimas, konsolidavimas naudojant alternatyvių orbitų ir schemų pasirinkimo pavyzdį išskyrimas.
3. Kaip patekti į Mėnulį? Kaip teisingai skristi? Skrydžiai artimoje erdvėje ir trukdantys skrydžio veiksniai.
Trumpa skrydžių iš Žemės į Mėnulį projektavimo istorija. Ankstyvųjų kompiuterių naudojimas siekiant suprasti problemos sudėtingumą. Skystojo kuro raketų variklio paleidimo į kosmosą problemos, kaip skrydžio planavimo dalis, neatsižvelgiant į paleidimo langus. Įvadas į nerimą keliančius kosminio skrydžio veiksnius. Naudojamų koordinačių sistemų temos sustiprinimas, naudojant pasakojimo apie Žemės gravitacinį lauką pavyzdį. Gravimetrinės misijos ir jų reikšmė kosmoso sistemų projektavimui. Žemos orbitos palydovai kaip erdvėlaivių klasė, jų savybės.
4. Matematiniai teiginiai. Robertas Goddardas, jo istorija, jo vardu pavadinta problema ir jos vaidmuo optimalaus valdymo teorijoje.
Susipažinimas su raketų technologijos kūrimo istorijos elementais. Roberto Goddardo ir jo raketų istorija. Goddardo problema dėl maksimalaus vertikaliojo raketos kėlimo aukščio, jos formuluotė optimalaus valdymo uždavinio forma. Pagrindinės sąvokos apie optimalaus valdymo problemas.
5. Manevrai. Aktyvios ir pasyviosios erdvėlaivių skrydžio fazės
Supažindinama su erdvėlaivių trajektorijos korekcijos manevrų matematiniais modeliais: „pulsas“ ir „uniforma“. Modeliavimo metodų skirtumas: atitinkamai trajektorijų segmentų „susiuvimas“ su netolygios greičio funkcija ir aktyvių atkarpų buvimas. Bandymas imituoti skrydį tarp dviejų orbitų naudojant manevrų grandinę.
6. Ką reikia pastatyti Žemėje? Antžeminis segmentas, siųstuvų-imtuvų įrenginiai.
Susipažinimas su bendravimo seansų planavimo pagrindais, matomumo zonomis. Orbitinės radijo stebėjimo įrangos kūrimo istorijos elementai, siuntimo ir priėmimo antenų tipai. Radijo ryšio tarp lentos ir Žemės organizavimas.
7. Surenkame konstruktorių. Erdvėlaivių prijungimo sistemos – istorija, dabartinė būklė, perspektyvos.
Dokų organizavimo inžinerijos samprata ir matematiniai uždaviniai. Istoriniai pavyzdžiai, problemų teiginiai. Kelių modulių orbitinių stočių dislokavimas.
8. Kaip nepasiklysti erdvėje. Erdvėlaivių orientavimo ir stabilizavimo sistemos. Raidos istorija, matematiniai statybos ypatumai, tipinės problemos
Įvadas į erdvėlaivių orientavimo ir stabilizavimo sistemų kūrimo istoriją, orientacijos ir stabilizavimo matematinių problemų sampratą. Prietaisai, naudojami orientavimo ir stabilizavimo įrenginiuose.
9. Kur skrendame toliau? Skrydžiai į planetas – istorija, dabartinė būsena, perspektyvos.
Įvadas į problemas, kylančias planuojant skrydžius už Žemės-Mėnulio sistemos ribų. Istorija, planuojamos misijos, inžinerijos ir matematikos klausimai.
10. Kokių palydovų yra daugiausia? Navigacijos, ryšio, nuotolinio stebėjimo sistemos
Susipažinimas su ryšio, jutimo ir navigacijos sistemomis. Raidos istorija, pavyzdžiai, perspektyvos. Supažindinimas su erdvėlaivių maitinimo sistemomis.