Космическая техника. Космонавтика. Космические аппараты

В учебном пособии излагаются основы теории устойчивости динамических систем: классические методы теории устойчивости (первый и второй метод Ляпунова, теоремы Четаева, Красовского и др.), теория устойчивости консервативных систем, преобразования Рауса, влияние структуры сил на устойчивость движения. Рассматриваемые методы теории устойчивости исследуются применительно к задачам космической техники. Подготовлено на межвузовской кафедре космических исследований.

Изложены основы проектирования двигателей с замкнутым дрейфом электронов и вынесенной зоной ускорения. Рассмотрены физические процессы, определяющие эффективность электроракетных двигателей. Дана оценка расхода рабочего вещества и напряжения разряда в двигателе. Приведены подробные рекомендации, алгоритмы и примеры расчета конструкционных параметров двигателей такого типа.

Изложены основы проектирования транспортных космических систем с жидкостными ракетными двигателями, предназначенных для доставки полезных грузов на целевые орбиты и траектории назначения, и их составляющих: ракет-носителей и разгонных блоков. Рассмотрено формирование граничных условий решения задач баллистического проектирования. Предложены инженерные методики выбора основных проектных параметров и определения энергомассовых и геометрических характеристик проектируемого изделия в составе ракетного комплекса. Приведены численные примеры решения задач баллистического проектирования транспортных космических систем.

Рассмотрены основы проектирования виброзащиты прецизионных космических аппаратов для улучшения разрешающей способности устанавливаемой на борту целевой аппаратуры при влиянии динамических источников возмущений. Представлены методы и средства виброзащиты, а также принципы работы, математические модели и практические примеры создания виброзащитных устройств. Приведен инженерный алгоритм в виде структурной схемы обеспечения виброзащиты космических конструкций для практической реализации.

Приведены основные сведения и изложены исходные данные, необходимые для проведения компоновки бортового оборудования пилотируемых космических аппаратов. Большое внимание уделено вопросам пространственной организации пилотируемых аппаратов в контексте человеческой культуры, приведены основные сведения о компоновке транспортных кораблей и орбитальных станций. Указаны критерии внешней и внутренней компоновки бортового оборудования, необходимого для осуществления космического полета. Приведены основные критерии качества выполненной компоновки и обширный справочный материал по целевому оборудованию и обеспечивающим системам. Содержание учебного пособия соответствует учебной программе и курсу лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В учебном пособии на примере оптико-электронных приборов астроориентации и навигации показаны особенности их проектирования и испытаний.

В современной учебной и научной литературе по спутниковой навигации для описания принципов функционирования системы используются понятия псевдодальности и псевдозадержки. Псевдодальность определяется как произведение псевдозадержки на скорость света. Псевдозадержка τпз определяется как разность τпз = tr − ttr между временем tr приема навигационного сигнала в шкале времени приемника и временем ttr его излучения в шкале времени навигационного спутника. Каким образом навигационный приемник узнает значение ttr, каково смысловое содержание терминов «шкала времени» и «момент времени в той или иной шкале», чем время по шкале отличается от физического времени, используемого в учебниках по физике, в литературе не раскрывается. Более того, во многих работах в явной или неявной форме псевдозадержку τпз трактуют как интервал времени без пояснений того, имеется ли при этом в виду интервал физического времени или же интервал времени по какой-либо шкале На основе критического обзора выявляются противоречия в системе понятий, используемых в современной учебной и научной литературе для описания принципов функционирования ГНСС. Вводится новая система понятий, основанная на определении понятий шкалы времени и показаний спутниковых часов, устраняющая выявленные противоречия. На основе использования вновь введенных понятий предлагаются существенные упрощения в построении наземных РНС.

Приведены некоторые результаты, использующие данные с университетского космического аппарата "Татьяна-2". Получена оценка угла курса во время ориентации космического аппарата на Землю. Проведено сравнение прогнозируемого углового движения аппарата с данными телеметрии. Предложена модификация алгоритмов ориентации на Землю для малых космических аппаратов, повышающая точность ориентации при произвольном значении угла курса. Получена оценка возможности использования микровиброгироскопов в контуре управления ориентацией малых спутников.

На основе анализа математической модели выбраны оптимальные параметры тросовой системы раскрытия, обеспечивающие заданную последовательность фиксации многозвенной конструкции. В качестве показателя оптимизации используется критерий наименьших квадратов: рассогласование между относительными углами поворота звеньев, рассчитанными по модели и заданными из условия компоновки солнечной батареи. Учтены дополнительные углы поворота звеньев, вызванные деформациями тросов. Усилия в тросах получены в результате наземных испытаний по раскрытию солнечной батареи, выполненных на стенде на воздушной подушке.

Рассмотрены вопросы получения основных интегралов дифференциальных уравнений невозмущенного движения космических аппаратов, проведен анализ уравнения Кеплера для различных типов орбит космических аппаратов, даны описания численных методов решения уравнения Кеплера и их сравнительный анализ.

Дано описание современных оптико-электронных систем дистанционного зондирования с искусственных спутников Земли: спутниковых метеорологических систем NOAA и MetOp; спутников серии EOS; спутников с аппаратурой высокого и сверхвысокого разрешения; российских спутников «Метеор-М», «Ресурс ДК-1», «Электро-Л» и «Канопус-В», а также современных спутниковых радиометров AVHRR, MODIS и ASTER.

Рассмотрены основные характеристики невозмущенного движения космических аппаратов. Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплину «Теория космического полета».

В методических указаниях содержатся учебные материалы: тексты на английском языке, словарные терминологические блоки, предтекстовые и послетекстовые лексико-грамматические упражнения, способствующие пониманию и осмыслению прочитанного, а также упражнения, направленные на развитие навыков перевода. Особое внимание уделено упражнениям на развитие навыков устной речи по профессиональной тематике.

Пособие содержит учебные материалы: тексты на английском языке, словарные терминологические блоки, предтекстовые и послетекстовые лексико-грамматические упражнения, способствующие пониманию и осмыслению прочитанного, а также упражнения, направленные на развитие навыков перевода. Особое внимание уделяется упражнениям для развития навыком устной речи по профессиональной тематике.

О защите исследуемых планет Солнечной системы и Земли от биологического загрязнения.

Автор предлагает собственную методику построения отказоустойчивых вычислительных систем, использующую резервирование в нагруженном режиме и режим принудительного переключения резервных элементов, что даст возможность обеспечить высокий уровень надежности бортовых систем космических аппаратов в условиях воздействия низкоинтенсивных ионизирующих излучений.

Организационно-технические системы подготовки и обеспечения полета ракет-носителей и космических аппаратов. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Оптимальное сканирование космическим аппаратом поверхности Земли. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Оценка метеорно-техногенной опасности полета космического аппарата. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)

Основы устройства и моделирования целевого функционирования космических аппаратов наблюдения. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)