Vuelos espaciales: historia, estado actual, perspectivas: curso gratuito de Open Education, formación de 15 semanas, Fecha: 2 de diciembre de 2023.

Conferencia introductoria. Introducción al tema, descripción de problemas emergentes.

1. "Comprende". La nave espacial como sistema.
Elaboración de un diagrama funcional de una misión espacial, comprendiendo la relación entre los requisitos de los elementos. Comprender la composición de la misión, las relaciones entre los segmentos terrestre y espacial, los vehículos de lanzamiento y las naves espaciales. Comprensión del principio modular del diseño de las naves espaciales, familiaridad con ejemplos de familias de plataformas de satélites: no orientable, uniaxial, triaxial Ejemplos de soluciones exitosas y parcialmente exitosas a problemas de diseño de misiones balísticas medio.

2. ¿Que tenemos? Movimiento del centro de masa de la nave espacial.
Introducción a los fundamentos matemáticos de la mecánica celeste. Conceptos básicos de los sistemas de coordenadas utilizados. Ecuaciones de movimiento en un campo gravitacional central, primeras integrales de las ecuaciones de movimiento. Clasificación energética de órbitas, parámetros orbitales, clasificación de misiones satelitales según las órbitas utilizadas. Introducción a las maniobras de corrección orbital (cambio de forma orbital, cambio de inclinación orbital), ejemplos uso, consolidación de los temas de objetivos y requisitos de vuelo utilizando el ejemplo de la elección de órbitas y esquemas alternativos excreción.

3. ¿Cómo llegar a la Luna? ¿Cómo volar correctamente? Vuelos en el espacio cercano y factores perturbadores del vuelo.
Una breve historia del diseño de vuelos desde la Tierra a la Luna. Usar las primeras computadoras para comprender la complejidad de un problema. Cuestiones relacionadas con el lanzamiento de un motor de cohete de propulsión líquida al espacio como parte del diseño de un vuelo sin referencia a las ventanas de lanzamiento. Introducción a los factores perturbadores de los vuelos espaciales. Reforzar el tema de los sistemas de coordenadas utilizados utilizando el ejemplo de una historia sobre el campo gravitacional de la Tierra. Misiones gravimétricas y sus implicaciones para el diseño de sistemas espaciales. Los satélites de órbita baja como clase de nave espacial, sus características.

4. Enunciados matemáticos. Robert Goddard, su historia, el problema que lleva su nombre y su papel en la teoría del control óptimo.
Conocimiento de elementos de la historia de la creación de la tecnología de cohetes. La historia de Robert Goddard y sus cohetes. El problema de Goddard sobre la altura máxima de elevación vertical de un cohete, su formulación en forma de problema de control óptimo. Conceptos básicos sobre problemas de control óptimo.

5. Maniobras. Fases activa y pasiva del vuelo de una nave espacial.
Introducción a los modelos matemáticos de maniobras de corrección de trayectoria de naves espaciales: “pulso” y “uniforme”. La diferencia en los enfoques de modelado: "coser" segmentos de trayectorias con una función de velocidad no uniforme y la presencia de secciones activas, respectivamente. Un intento de simular un vuelo entre dos órbitas mediante una cadena de maniobras.

6. ¿Qué hay que construir en la Tierra? Segmento de tierra, dispositivos transceptores.
Familiaridad con los conceptos básicos de programación de sesiones de comunicación, zonas de visibilidad. Elementos de la historia del desarrollo de equipos de monitoreo de radio en órbita, tipos de antenas transmisoras y receptoras. Organización de la comunicación por radio entre la placa y la Tierra.

7. Montamos el constructor. Sistemas de acoplamiento de naves espaciales: historia, estado actual, perspectivas.
El concepto de ingeniería y problemas matemáticos de organización del atraque. Ejemplos históricos, planteamientos de problemas. Despliegue de estaciones orbitales multimódulo.

8. Cómo no perderse en el espacio. Sistemas de orientación y estabilización de naves espaciales. Historia del desarrollo, características matemáticas de la construcción, problemas típicos.
Introducción a la historia de la creación de sistemas de orientación y estabilización de naves espaciales, el concepto de problemas matemáticos de orientación y estabilización. Dispositivos utilizados en unidades de orientación y estabilización.

9. ¿Adónde volaremos ahora? Vuelos a planetas: historia, estado actual, perspectivas.
Introducción a los problemas que surgen al planificar vuelos más allá del sistema Tierra-Luna. Historia, misiones planificadas, ingeniería y cuestiones matemáticas.

10. ¿Qué satélites hay más? Sistemas de navegación, comunicación y teledetección.
Familiaridad con los sistemas de comunicación, detección y navegación. Historia del desarrollo, ejemplos, perspectivas. Introducción a los sistemas de suministro de energía a naves espaciales.