Ogólne wprowadzenie do zagadnień związanych ze sztucznymi satelitami. Przedstawienie głównych podzespołów satelity, urządzeń i technik sterowania satelitami. Zastosowania satelitów i systemy aplikacyjne. Dynamika orbit i elementy orbitalne. Misje załogowe i robotyka kosmiczna.
Wymagania wstępne
Matematyka I i II . Fizyka I i II.
Zakres tematyczny
Satelity: naturalne i sztuczne. Historia sztucznych satelitów. Typy sztucznych satelitów ze względu na przeznaczenie: telekomunikacyjne, nawigacyjne, obserwacyjne astronomiczne, obserwacyjne meteorologiczne, geofizyczne przykładowe misje satelitarne, polskie satelity. Trendy rozwojowe zastosowań sztucznych satelitów.
Program Copernicus i System operacyjnego gromadzenia udostępniania i promocji cyfrowej informacji satelitarnej o środowisku – Sat4Envi.
Wprowadzenie do systemów nawigacji satelitarnej: NAVSTAR-GPS i Galileo: moduły, zasada trilateracji, system WAAS, serwisy systemu Galileo. Systemy GLONASS, BeiDou i IRNSS. Powody błędów wyznaczania pozycji, Wide Area Augmentation System, wykorzystanie nawigacji satelitarnej
Środowisko pracy satelitów, jonosfera i magnetosfera Ziemi. Pogoda kosmiczna i jej wpływ na satelity: degradacja materiałów w przestrzeni kosmicznej, zewnętrzene warunki termiczne, elektryzowanie sie powierzchni, promieniowanie jonizujące, kosmiczne śmieci.
Budowa satelity: platforma kosmiczna (konstrukcja mechaniczna, urządzenia do sterowania, systemy telemetryczne, utrzymaniowe i napedowe, systemy energetyczne, system kontroli termicznej, komunikacja z satelitą) i aparatura specjalistyczna (telekomiunikacyjna, pomiarowa,..). Przykłady aparatury specjalistycznej satelitów meteorologicznych i telekomunikacyjnych.
Satelita INTEGRAL i badania przez niego realizowane. Główne misje naukowe ESA. Testowanie urządzanie satelitarnych. Miniaturyzacja satelitów i instrumentów pomiarowych.
Równania ruchu rakiety. Równanie siły ciagu rakiety, efektywna prędkość spalin, impuls właściwy. Zmiana prędkości rakiety – równanie idealnej rakiety. Rakiety wielostopniowe.
Zasada działania rakiet. Rakiety termodynamiczne i elektrodynamiczne. Rodzaje rakiet termodynamicznych (na zimny gaz, chemiczne na paliwo ciekłe i stałe, hybrydowe. na energia słoneczną, termoelektrycze i na energię jądrową) i ich charakterystyki. Napęd elektromagnetyczny: silnik jonowy, plazmowy, z efektem Halla, impulsowy silnik plazmowy.
Dynamika ruchu orbitalnego. Prawa Keplera. Typy orbit.
Parametry orbity (elementy orbitalne): rektascencja (długość) węzła wstępującego, inklinacja orbity, argument perygeum, duża półoś orbity, mimośród, anomalia prawdziwa.
Dynamika ruchu orbitalnego. Klasyfikacja lotów: suborbitalny, orbitalny i międzygwiazdowy. Pierwsza, druga i trzecia prędkość kosmiczna. Wynoszenie satelitów na orbitę.
Manewry impulsowe: przejscie z orbity kołowej na eliptyczną w perigeum, manewr Hohmanna-Wietczinkina, bi-eliptyczny manewr Hohmanna-Wietczinkina, manewry fazowe, zmiana płaszczyzny orbity. Kontrola lotu.
Wykład konwencjonalny wzbogacony o materiały multimedialne, dyskusja.
Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się
Opis efektu
Symbole efektów
Metody weryfikacji
Forma zajęć
Warunki zaliczenia
Egzamin pisemny w formie otwartych pytań lub wygłoszenie referatu na wylosowany temat z przygotowanej przez egzaminatora listy.
Literatura podstawowa
1. Howard D. Curtis, Orbital Mechanics for engineering students, Elsevier, 2020.
2. Peter Fortescue, Graham Swinerd, John Stark, Spacecraft System Engineering, Wiley, 2011.
3. Joseph N. Pelton, Scott Madry, Sergio Camacho-Lara, Handbook of Satellite Applications, Springer, 2013.
4. Krzysztof Ziółkowski. Poza Ziemię. Historia lotów międzyplanetarnych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2017.
5. Materiały udostępnione przez prowadzących zajęcia.
Literatura uzupełniająca
1. Wilfried Ley, Klaus Wittmann, Willi Hallmann, Handbook of Space Technology, Wiley, 2009.
2. Jacek Januszewski, Systemy satelitarne GPS, Galileo i inne, PWN, 2010.
3. Cezary Specht, System GPS, Wydawnictwo BERNARDINUM, Pelplin, 2007.
Uwagi
Zmodyfikowane przez dr hab. Maria Przybylska, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 16-06-2023 09:11)
Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Korzystając z niniejszej strony, wyrażasz zgodę na ich używanie. Dowiedz się więcej.
