Баллистико-навигационное и математическое обеспечение космических исследований
Межфакультетский курс МГУ (осенний семестр 2018/19 уч. г.)
Лектор: к.т.н. Д.Н. Рулев
Цель курса – получение студентами сведений об основных направлениях и методах баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения космических исследований и экспериментов, в том числе в околоземном пространстве, дальнем космосе, на пилотируемых и автоматических КА, на этапах подготовки, долгосрочного и оперативного планирования, реализации, обработки и анализа результатов экспериментов, с учетом специфики обеспечения подспутниковых измерений и синхронных экспериментов, выполняемых одновременно на КА и Земле.
Состав курса:
- Обзор основных направлений и методов баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения космических исследований и экспериментов
- Особенности совместного решения задач БНО космических исследований и штатных задач БНО полета КА.
- Баллистико-навигационное и математическое обеспечение проведения геофизических исследований (исследования поверхности и атмосферы Земли).
- Особенности баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения геофизических исследований на этапах проектирования, долгосрочного и оперативного планирования, реализации, обработки и интерпретации результатов.
- Особенности БНО синхронных наблюдений с КА и воздушными и наземными средствами.
- Практические примеры баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения геофизических исследований на орбитальных станциях «Салют-7», «Мир», МКС, ТГК «Прогресс».
- Баллистико-навигационное и математическое обеспечение проведения астрофизических исследований.
- Особенности баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения астрофизических исследований на этапах проектирования, долгосрочного и оперативного планирования, реализации, обработки и интерпретации результатов.
- Особенности БНО координированных астрофизических исследований с КА и наземными средствами.
- Практические примеры баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения астрофизических исследований на орбитальных станциях «Салют-7», «Мир», МКС, специализированных КА.
- Баллистико-навигационное и математическое обеспечение проведения технических экспериментов (эксперименты, направленные на совершенствование космической техники).
- Особенности баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения технических экспериментов на этапах проектирования, долгосрочного и оперативного планирования, реализации, обработки и интерпретации результатов.
- Практические примеры баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения технических экспериментов на орбитальных станциях «Салют-7», «Мир», МКС, ТГК «Прогресс».
- Баллистико-навигационное и математическое обеспечение проведения технологических исследований (исследование материалов и технологических процессов в условиях космоса).
- Особенности баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения технологических экспериментов на этапах проектирования, долгосрочного и оперативного планирования, реализации, обработки и интерпретации результатов.
- Практические примеры баллистико-навигационного и математического обеспечения проведения технологических экспериментов на орбитальных станциях «Салют-7», «Мир», МКС, ТГК «Прогресс».
Вопросы по МФК «БАЛЛИСТИКО-НАВИГАЦИОННОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ»:
- Основные направления исследований, выполняемых с помощью КА.
- Процедура подачи заявки на проведение космического эксперимента на РС МКС.
- Этапы планирования полета исследовательского КА.
- Информация, отражающаяся в общем плане сопровождения полета и детальном плане полета исследовательского КА (на примере РС МКС).
- Процедура планирования и сопровождения выполнения геофизических экспериментов и исследований с КА (на примере РС МКС).
- Процедура планирования и сопровождения выполнения астрофизических экспериментов и исследований с КА (на примере РС МКС).
- Процедура планирования и сопровождения выполнения технологических экспериментов и исследований с КА (на примере РС МКС).
- Процедура планирования и сопровождения выполнения технических экспериментов и исследований с КА (на примере РС МКС).
- Вектор состояния и элементы орбиты КА.
- Параметры, характеризующие светотеневую обстановку на орбите КА.
- Системы координат, используемые при баллистико-навигационном обеспечении и моделировании функционирования исследовательского КА.
- Критерии планирования полета исследовательского КА.
- Математические методы планирования полета исследовательского КА.
- Решение задачи коммивояжера (алгоритм Литтла).
- Решение задачи целочисленного программирования методом «ветвей и границ».
- Решение нелинейной задачи целочисленного программирования.
- Математические модели, используемые при управлении полетом исследовательского КА.
- Задачи и методы учета условий и ограничений, связанных с освещенностью КА и его элементов.
- Математические методы решения задач позиционирования научной аппаратуры исследовательского КА (на примере определения положения НА РС МКС с использованием ультразвуковой системы).
- Математические методы решения задач позиционирования научной аппаратуры исследовательского КА (на примере управления положением НА РС МКС с использованием ультразвуковой системы).
- Математические методы решения задачи определения положения объекта на борту пилотируемого КА (на примере использования на РС МКС инфракрасной системы).
- Математические методы решения задачи определения положения объекта на борту пилотируемого КА (на примере использования на РС МКС системы RFID меток).
- Математические методы обеспечения временной и координатной «привязки» получаемой с КА целевой (научной) информации.
- Методы координатной привязки снимков земной поверхности.
- Использование снимков земной поверхности для определения местоположения КА на момент выполнения съемки.
- Шкалы времени, используемые в космической навигации.
- Системы координат межпланетных перелетов, которые будут использоваться при реализации Лунной программы.
- Возмущенное движение КА на околоземных орбитах.
- Возмущенное движение КА на окололунных орбитах.
- Идеология навигационного обеспечения полета окололунных КА.