Διαστημικές πτήσεις: ιστορία, τρέχουσα κατάσταση, προοπτικές - δωρεάν μάθημα από την Open Education, εκπαίδευση 15 εβδομάδων, Ημερομηνία: 2 Δεκεμβρίου 2023.

Εισαγωγική διάλεξη. Εισαγωγή στο θέμα, περιγραφή αναδυόμενων προβλημάτων.

1. "Περιλαμβάνει". Το διαστημόπλοιο ως σύστημα.
Κατάρτιση λειτουργικού διαγράμματος διαστημικής αποστολής, κατανόηση της σχέσης μεταξύ των απαιτήσεων για στοιχεία. Κατανόηση της σύνθεσης της αποστολής, των σχέσεων μεταξύ των τμημάτων του εδάφους και του διαστήματος, των οχημάτων εκτόξευσης και των διαστημικών σκαφών. Κατανόηση της αρθρωτής αρχής της διάταξης του διαστημικού σκάφους, εξοικείωση με παραδείγματα οικογενειών δορυφορικών πλατφορμών: μη προσανατολίσιμα, μονοαξονικά, τριαξονικά Παραδείγματα επιτυχημένων και μερικώς επιτυχημένων λύσεων σε προβλήματα σχεδιασμού βαλλιστικών αποστολών που σημαίνει.

2. Τι έχουμε; Μετακίνηση του κέντρου μάζας του διαστημικού σκάφους.
Εισαγωγή στα μαθηματικά θεμέλια της ουράνιας μηχανικής. Τα βασικά των συστημάτων συντεταγμένων που χρησιμοποιούνται. Εξισώσεις κίνησης σε κεντρικό βαρυτικό πεδίο, πρώτα ολοκληρώματα των εξισώσεων κίνησης. Ενεργειακή ταξινόμηση τροχιών, παράμετροι τροχιάς, ταξινόμηση δορυφορικών αποστολών σύμφωνα με τις χρησιμοποιούμενες τροχιές. Εισαγωγή στους ελιγμούς διόρθωσης τροχιάς (αλλαγή τροχιακού σχήματος, αλλαγή τροχιακής κλίσης), παραδείγματα χρήση, ενοποίηση των θεμάτων των στόχων και των απαιτήσεων πτήσης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της επιλογής εναλλακτικών τροχιών και σχημάτων απέκκριση.

3. Πώς να φτάσετε στη Σελήνη; Πώς να πετάξετε σωστά; Πτήσεις σε κοντινό διάστημα και ενοχλητικοί παράγοντες πτήσης.
Μια σύντομη ιστορία του σχεδιασμού πτήσεων από τη Γη στη Σελήνη. Χρήση πρώιμων υπολογιστών για την κατανόηση της πολυπλοκότητας ενός προβλήματος. Ζητήματα εκτόξευσης πυραυλοκινητήρα υγρού προωθητικού στο διάστημα ως μέρος του σχεδιασμού πτήσης χωρίς αναφορά στα παράθυρα εκτόξευσης. Εισαγωγή στους ενοχλητικούς παράγοντες της διαστημικής πτήσης. Ενίσχυση του θέματος των συστημάτων συντεταγμένων που χρησιμοποιούνται χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας ιστορίας για το βαρυτικό πεδίο της Γης. Βαρυμετρικές αποστολές και οι επιπτώσεις τους στο σχεδιασμό του διαστημικού συστήματος. Δορυφόροι χαμηλής τροχιάς ως κατηγορία διαστημικών σκαφών, τα χαρακτηριστικά τους.

4. Μαθηματικές δηλώσεις. Robert Goddard, η ιστορία του, το πρόβλημα που πήρε το όνομά του και ο ρόλος του στη θεωρία του βέλτιστου ελέγχου.
Γνωριμία με στοιχεία της ιστορίας της δημιουργίας τεχνολογίας πυραύλων. Η ιστορία του Robert Goddard και των πυραύλων του. Το πρόβλημα του Goddard στο μέγιστο ύψος κάθετης ανύψωσης ενός πυραύλου, η διατύπωσή του με τη μορφή ενός προβλήματος βέλτιστου ελέγχου. Βασικές έννοιες για προβλήματα βέλτιστου ελέγχου.

5. Γυμνάσια. Ενεργητικές και παθητικές φάσεις πτήσης διαστημικού σκάφους
Εισαγωγή στα μαθηματικά μοντέλα ελιγμών διόρθωσης τροχιάς διαστημικού σκάφους: «παλμός» και «ομοιόμορφος». Η διαφορά στις προσεγγίσεις μοντελοποίησης: «ράψιμο» τμημάτων τροχιών με συνάρτηση μη ομαλής ταχύτητας και παρουσία ενεργών τμημάτων, αντίστοιχα. Μια προσπάθεια προσομοίωσης μιας πτήσης μεταξύ δύο τροχιών χρησιμοποιώντας μια αλυσίδα ελιγμών.

6. Τι πρέπει να χτιστεί στη Γη; Τμήμα γείωσης, συσκευές πομποδέκτη.
Εξοικείωση με τα βασικά του προγραμματισμού συνεδριών επικοινωνίας, ζωνών ορατότητας. Στοιχεία της ιστορίας της ανάπτυξης εξοπλισμού ραδιοεπισκόπησης τροχιάς, τύποι κεραιών εκπομπής και λήψης. Οργάνωση ραδιοεπικοινωνίας μεταξύ του πίνακα και της Γης.

7. Συναρμολογούμε τον κατασκευαστή. Συστήματα ελλιμενισμού διαστημικών σκαφών – ιστορία, τρέχουσα κατάσταση, προοπτικές.
Η έννοια των μηχανικών και μαθηματικών προβλημάτων οργάνωσης ελλιμενισμού. Ιστορικά παραδείγματα, δηλώσεις προβλημάτων. Ανάπτυξη τροχιακών σταθμών πολλαπλών μονάδων.

8. Πώς να μην χαθείτε στο διάστημα. Συστήματα προσανατολισμού και σταθεροποίησης διαστημικών σκαφών. Ιστορία ανάπτυξης, μαθηματικά χαρακτηριστικά κατασκευής, τυπικά προβλήματα 
Εισαγωγή στην ιστορία της δημιουργίας συστημάτων προσανατολισμού και σταθεροποίησης διαστημικών σκαφών, η έννοια των μαθηματικών προβλημάτων προσανατολισμού και σταθεροποίησης. Συσκευές που χρησιμοποιούνται σε μονάδες προσανατολισμού και σταθεροποίησης.

9. Πού θα πετάξουμε μετά; Πτήσεις προς πλανήτες - ιστορία, τρέχουσα κατάσταση, προοπτικές.
Εισαγωγή σε ζητήματα που προκύπτουν κατά τον σχεδιασμό πτήσεων πέρα ​​από το σύστημα Γης-Σελήνης. Ιστορία, προγραμματισμένες αποστολές, θέματα μηχανικής και μαθηματικών.

10. Ποιοι δορυφόροι υπάρχουν περισσότερο; Συστήματα πλοήγησης, επικοινωνίας, τηλεπισκόπησης
Εξοικείωση με συστήματα επικοινωνίας, ανίχνευσης και πλοήγησης. Ιστορία ανάπτυξης, παραδείγματα, προοπτικές. Εισαγωγή στα συστήματα τροφοδοσίας διαστημικών σκαφών.