Raumfahrttechnik II
Astronautics and Space Technology II

Modul MW0402 [RFT2]

Dieses Modul wird durch Fakultät für Maschinenwesen bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW0402 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Die Gültigkeit des Moduls ist bis SS 2013.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

" 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

Lernergebnisse

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.

Voraussetzungen

Modul Raumfahrttechnik 1

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

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.

Medienformen

Vortrag, Präsentation, Handzettel, Tafelanschrieb

Literatur

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

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

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.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.