Astronautics and Space Technology II

Module MW0402

This Module is offered by TUM Department of Mechanical Engineering.

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

MW0402 is a semester module in German language at Bachelor’s level und Master’s level which is offered in summer semester.

This module description is valid to SS 2013.

Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

" Bahnübergänge: Hohmann-Übergang; 3-Impuls Übergang; Aufspiralen; Antriebsaufwand; Bahnkurven; Transferzeit " Bahnmanöver: Allgemeine Bahnänderungen; Selektive Änderungen der bahnparameter; Hill Gleichungen Clohessy & Wiltshire Lösungsgleichungen; Relativkiniematik; Rendezvous & Docking; Beispiele ISS und ATV " Astrodynamik III: Allgemeines Dreikörperproblem; Eingeschränktes Dreikörperproblem; Euler-Konfiguration; Lagrange-Konfiguration; Librationspunkte; Stabilität; Jacobi Integral; Halo Orbits; Moon Capture; Weak Stability Boundary Transfer " Astrodynamik IV: Bahnstörungen; Gravitations-Anisotropien; Störungsrechnung; Regression der Knoten; Progression der Apsiden; Frozen Orbits; Störungen in GEO; Triaxialität; Ost-West-Drift; Nord-Süd-Drift; Lunare-Solare Störungen; Strahlungsdruck; Drag-Effekte; Orbitlebensdauern " Orbitgeometrie: Koordinatensysteme; Zeitsysteme; Orbitgeometrien; Earth Coverage; Bahnbestimmung; Betawinkel; Schattenzeiten; Konstellationen " Payload Systems: Sensortypen; SAR; INSAR; Optische Sensoren; ENVISAT " Satellitendynamik und Regelung: Dynamik starrer Körper; Bewegungsgleichungen; Nutation; Präzession; Hauptträgheitsachsen; Stabilität; Nutationsdämpfung; Lagebestimmung; Sensoren; Lageregelung; Aktive und Passive Aktoren " Data Handling and Communications: Kommunikationsstrukturen; Link-Budgets; Athmospäreneinfluss; Antennen; Telemetry & Command TT&C; Kanalkodierung; Error Correction; Modulation; Frequenzbänder " Energieversorgung: Energiequellen im Weltraum; Solarzellen; Energiespeicher & Laderegelung; Brennstoffzellen; RTGs & Kernreaktoren; Solardynamische Anlagen; Batterien " Thermalkontrolle: Strahlungswärme-Bilanz; Thermal-Modellierung; Thermalkontroll-Maßnahmen

Learning Outcome

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, die komplexen Zusammenhänge zwischen Weltraumumwelt, Raumfahrtsystem und der Mission zu verstehen. Sie wissen wie man Anforderungen an ein System stellt und deren Erfüllung durch Abschätzungen verifiziert. Sie sind in der Lage Tradeoffs zu erkennen, zu analysieren und optimale Systemlösungen zu generieren. Nach Besuch der Veranstaltung können die Studenten Raumfahrtsysteme auf Missionslevel auslegen und besitzen grundlegende Basiskenntnisse die für eine Gesamtsystemkompetenz benötigt werden.

Preconditions

Modul Raumfahrttechnik 1

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

Learning and Teaching Methods

In der Vorlesung werden die Lehrinhalte anhand von Vortrag, Präsentation und Tafelanschrieb vermittelt. Zur Ergänzung und Nachbereitung wird das Buch zur Vorlesung empfohlen. In der begleitenden Übung werden wichtige Kernpunkte wiederholt und vertieft behandelt. Die Studenten lernen anhand von Überschlagsrechnungen und Abschätzungen Systemauslegungen durchzuführen. Die Übung gibt darüber hinaus Beispiele und Informationen zu aktuellen Themen in der Raumfahrt.

Media

Vortrag, Präsentation, Handzettel, Tafelanschrieb

Literature

U. Walter, Astronautics, Wiley-VCH, ISBN 3-527-40685-9 (Das Buch zur Vorlesung) Ein weiterführender umfangreicher Literaturüberblick ist in den Vorlseungsunterlagen gegeben.

Module Exam

Description of exams and course work

In einer schriftlichen Prüfung sind die vermittelten Inhalte auf verschiedene Problemstellungen aus Vorlesung und Übung anzuwenden. Die schriftliche Prüfung besteht aus ca. 20 bis 30 kürzeren Aufgaben, die den gesamten Vorlesungsinhalt abdecken. Es sind sowohl Kurzfragen als auch Rechenaufgaben enthalten. Die Aufteilung zwischen den beiden Fragearten beträgt ungefähr 50%. Geprüft wird das Verständnis der raumfahrttechnischen Grundlagen. Der Studierende muss unter Beweis stellen, dass er in der Lage ist die in der Raumfahrttechnik auftretenden Einflussfaktoren und deren komplexe Zusammenhänge zu verstehen, die daraus auf das Raumfahrzeug und die Mission resultierenden Anforderungen zu erfassen und anhand von Abschätzungen machbare Lösungen zu finden. Für die Bearbeitung der Prüfung wird den Studenten eine Formelsammlung bereitgestellt. Außer einem nichtprogrammierbaren Taschenrechner sind sonst keine weiteren Hilfsmittel erlaubt.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.