ČeskyEnglish

Popis předmětu - B3M37KIN

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B3M37KIN Kosmické inženýrství Rozsah výuky:2p+2l
Garanti:Hudec R. Role:PO,PV Zakončení:Z,ZK
Vyučující:Hromčík M., Hudec R., Kovář P., Vítek S.
Zodpovědná katedra:13137 Kreditů:6 Semestr:Z

Anotace:

Předmět studenty seznamuje se základy fyziky kosmického prostředí a s technologiemi používanými v kosmických systémech, tělesech a nosičích a s metodami sloužícími pro návrhy a přípravy kosmických misí. Předmět zahrnuje detailní popis přístrojového vybavení kosmických těles a jeho odolnosti na vnější vlivy kosmického prostředí, rozbor přístrojů a systémů pro kosmická tělesa a metody jejich testování. Poskytne základní přehled o trajektoriích kosmických těles a jejich aplikacích. Předmět se rovněž zabývá optoelektronikou v kosmických systémech, užívaným senzorům, jejich modelování a popisu. Rozebírá principy souvisejících výpočtů, simulací a jejich zpracování.

Osnovy přednášek:

1. Kosmická fyzika. Podmínky kosmického prostředí a jeho specifika. Vakuum. Kosmické záření a částice a jejich variace s časem a místem. Van Allenovy radiační pásy, magnetosféra, ionosféra, impakty mikrometeroroidů a debris. Základy astronomie a kosmologie.
2. Vznik a vývoj vesmíru, teorie relativity. Galaxie, aktivní galaxie, supernovy, pulzary, kvazary, gama záblesky, rudý posuv, stáří vesmíru. Kosmické pozaďové záření. Sluneční soustava a planetární a kometární mise.
3. Kosmické materiály a technologie. Jejich chování ve specifickém prostoru (vakuu), charging a outgasing a optimalizace. Radiační interakce s materiálem, radiační efekty.
4. Družice a kosmické sondy. Základní kategorie, aplikace a jejich design. Zdroje elektrické energie. Termální ochrana. Návrh kosmických misí. Landery a orbitery.
5. Palubní zařízení družic a kosmických sond a jejich design. Pozemní segment. Data handling a transmise, telemetrie. Piko a nanosatelity.
6. Dynamika letu satelitu. Linearizace, lineární analýza, póly, módy.
7. Stabilizace a řízení orientace pomocí trysek, reakčních kol, rotací.
8. Problém desaturace reakčního kola. Kooperativní řízení založené na kombinaci trysek a reakčních kol.
9. Stabilizace orientace během translačních manévrů.
10. Kosmická elektronika a její specifika. Software a programy pro kosmické lety a projekty. Jejich specifika a aplikace. Testy kosmických systémů a přístrojů. Testovací podmínky a kritéria. TRL palubních systémů a přístrojů.
11. Kosmické transportní prostředky, nosné rakety, raketoplány a alternativní transportní kosmické systémy. Princip raket na kapalná a pevná paliva, hybridní rakety. Vhodné orbity a trajektorie kosmických těles s ohledem na specifické aplikace, Lagrangeovy body. Flyby.
12. Kosmické lety s lidskou posádkou a jejich specifika zejména s ohledem na technické zabezpečení a požadavky na palubní systémy. Kosmické lodě a orbitální stanice. Dlouhodobé pilotované lety, pilotované měsíční a planetární mise.
13. Kosmická optika. Optoelektronické systémy pro vesmír. Optické, rentgenové, infračervené, rádiové, a gama teleskopy, kamery a systémy. Jejich ochrana před vlivy kosmického prostoru, shielding.
14. Kosmické navigace a telekomunikace. Dálkový průzkum, jeho druhy a využití. Multispektrální snímky a jejich aplikace.

Osnovy cvičení:

Laboratorní cvičení v rámci první poloviny semestru budou zaměřena na praktická ověření základních principů kosmické přístrojové techniky, dílčích systémů a subsystémů a metod návrhu kosmických misí. V rámci druhé poloviny budou vytvořeny skupiny studentů po 2-3, které následně budou řešit úlohy z oblasti vyučované látky. Na úloze budou pracovat společně s cvičícím tak, aby na konci semestru mohli prezentovat řešení formou krátké prezentace (cca 10 min.). V rámci cvičení budou rovněž organizovány exkurze.

Literatura:

[1] Maimi A. K., Agrawal V.: Satellite technology-principles and applications, Wiley 2007, ISBN: 978-0-470-03335-7
[2] Fortescue P.,Stark J., Swinerd G.: Spacecraft systems engineering, 3rd edition, Wiley 2003, ISBN: 978-0-470-85102-9
[3] Tribble, Alan C.: Space Environment Implications for Spacecraft Design. Princeton University Press 2003, ISBN: 978-0-69-110299-3

Požadavky:

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPKYR3_2016 Systémy a řízení PV 3
MPKYR1_2016 Robotika PV 3
MPKYR4_2016 Letecké a kosmické systémy PO 1
MPKYR2_2016 Senzory a přístrojová technika PV 3
MPKYR5_2016 Kybernetika a robotika PV 1


Stránka vytvořena 23.8.2017 07:47:15, semestry: L/2016-7, Z,L/2017-8, Z/2018-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.