Voos espaciais: história, estado atual, perspectivas - curso gratuito da Open Education, treinamento 15 semanas, Data: 2 de dezembro de 2023.

Palestra introdutória. Introdução ao tema, descrição dos problemas emergentes.

1. “Compreende”. Nave espacial como sistema.
Elaboração de um diagrama funcional de uma missão espacial, compreendendo a relação entre os requisitos dos elementos. Compreender a composição da missão, as relações entre os segmentos terrestre e espacial, veículos de lançamento e naves espaciais. Compreensão do princípio modular do layout de naves espaciais, familiaridade com exemplos de famílias de plataformas de satélite: não orientável, uniaxial, triaxial Exemplos de soluções bem-sucedidas e parcialmente bem-sucedidas para problemas de projeto de missão balística significa.

2. O que nós temos? Movimento do centro de massa da espaçonave.
Introdução aos fundamentos matemáticos da mecânica celeste. Noções básicas dos sistemas de coordenadas utilizados. Equações de movimento num campo gravitacional central, primeiras integrais das equações de movimento. Classificação energética das órbitas, parâmetros das órbitas, classificação das missões dos satélites de acordo com as órbitas utilizadas. Introdução às manobras de correção de órbita (alteração da forma orbital, alteração da inclinação orbital), exemplos utilização, consolidação dos tópicos de objetivos e requisitos de voo utilizando o exemplo da escolha de órbitas e esquemas alternativos excreção.

3. Como chegar à Lua? Como voar corretamente? Voos no espaço próximo e fatores perturbadores de voo.
Uma breve história do projeto de voos da Terra à Lua. Usando os primeiros computadores para compreender a complexidade de um problema. Questões de lançamento de um motor de foguete de propelente líquido no espaço como parte do projeto de voo, sem referência às janelas de lançamento. Introdução aos fatores perturbadores do voo espacial. Reforçando o tema dos sistemas de coordenadas utilizados a partir do exemplo de uma história sobre o campo gravitacional da Terra. Missões gravimétricas e suas implicações no projeto de sistemas espaciais. Satélites de órbita baixa como classe de espaçonaves, suas características.

4. Declarações matemáticas. Robert Goddard, sua história, o problema que leva seu nome e seu papel na teoria do controle ótimo.
Conhecimento de elementos da história da criação da tecnologia de foguetes. A história de Robert Goddard e seus foguetes. O problema de Goddard sobre a altura máxima de sustentação vertical de um foguete, sua formulação na forma de um problema de controle ótimo. Conceitos básicos sobre problemas de controlo óptimo.

5. Manobras. Fases ativas e passivas do voo da espaçonave
Introdução aos modelos matemáticos de manobras de correção de trajetória de espaçonaves: “pulso” e “uniforme”. A diferença nas abordagens de modelagem: “costurar” segmentos de trajetórias com função de velocidade não suave e presença de seções ativas, respectivamente. Uma tentativa de simular um vôo entre duas órbitas usando uma cadeia de manobras.

6. O que precisa ser construído na Terra? Segmento terrestre, dispositivos transceptores.
Familiaridade com os fundamentos do agendamento de sessões de comunicação, zonas de visibilidade. Elementos da história do desenvolvimento de equipamentos de monitoramento de rádio em órbita, tipos de antenas de transmissão e recepção. Organização da comunicação de rádio entre o conselho e a terra.

7. Montamos o construtor. Sistemas de ancoragem de naves espaciais – história, estado atual, perspectivas.
O conceito de engenharia e problemas matemáticos de organização do acoplamento. Exemplos históricos, declarações de problemas. Implantação de estações orbitais multimódulos.

8. Como não se perder no espaço. Sistemas de orientação e estabilização de naves espaciais. História do desenvolvimento, características matemáticas da construção, problemas típicos 
Introdução à história da criação de sistemas de orientação e estabilização de naves espaciais, o conceito de problemas matemáticos de orientação e estabilização. Dispositivos utilizados em unidades de orientação e estabilização.

9. Para onde vamos voar a seguir? Voos para planetas - história, situação atual, perspectivas.
Introdução às questões que surgem ao planear voos para além do sistema Terra-Lua. História, missões planejadas, questões de engenharia e matemática.

10. Quais satélites existem mais? Sistemas de navegação, comunicação, sensoriamento remoto
Familiaridade com sistemas de comunicação, detecção e navegação. História do desenvolvimento, exemplos, perspectivas. Introdução aos sistemas de fornecimento de energia de naves espaciais.