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Orbit and Flight Mechanics

Module MW2182

This Module is offered by Chair of Astronautics (Prof. Walter).

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.

Module version of WS 2014/5 (current)

There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.

available module versions
WS 2014/5SS 2014

Basic Information

MW2182 is a semester module in German language at Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

" Orbitgeometrie: Koordinatensysteme, Ground tracks, Earth coverage, Bahnbestimmung, radiale Orbits " Bahnübergänge: elementare Manöver, allgemeine Bahnübergänge, Lambert Transfer, Hohmann-Transfer (Wiederholung), bi-elliptischer Transfer, Continuous Thrust Transfer
" Orbitales Rendezvous: Hill-Gleichungen, Typen der Relativbewegung, Rendezvous& Docking am Beispiel der ISS
" Satellitendynamik: Physik der Rotation, Lagekinematik, Lagedynamik, Gravitationsgradienten-Stabilisierung
" Bahnstörungen: Gravitationsstörungen, Drag, Strahlungsdruck, Resonante Orbits, GPS, GEO, lunisolare Störungen
" Dreikörperproblem: Synchrone Orbits, R3BP, CR3BP, Invariante Mannigfaltigkeiten, Bahnen um Librationspunkte
" Interplanetare Flüge: Patched Conics, Ab- und Anflugsbahnen, Übergangsbahnen, Flyby-Manöver, Weak Stability Boundary Transfers
" Aufstiegsmechanik: Erdatmosphäre, Ableitung der Bewegungsgleichungen, Aufstiegsphasen, Aufstiegsoptimierung
" Wiedereintritt: Bewegungsgleichungen, Deorbit Phase, Ballistischer Wiedereintritt, Reentry mit Lift, Reflexionen und Skip Reentry, Lifting Reentry
" Thermale Strahlung (Physik & Modellierung): Photometrie, Strahlung schwarzer Körper, Reale Strahler, Lambert-Strahler, Oberflächeneffekte, Strahlung zwischen zwei Lambert-Oberflächen, Punktstrahler, Strahlungsgleichgewicht, Wahl von Materialen, Thermalmodellierung (Wärmeleitungsgleichung, Mathematische Strukturmodellierung)

Learning Outcome

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung haben die Studierenden ein tiefes Verständnis der höheren und aktuellen Themen der Orbit- und Flugmechanik. Sie besitzen nach Abschluss der Veranstaltung alle notwendigen Kenntnisse, um sich in entsprechende Gebiete selbst einzuarbeiten und dort eigene Fachbeiträge leisten zu können.

Preconditions

Grundlagen der Raumfahrt (früher Raumfahrtechnik I)

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

TypeSWSTitleLecturer(s)Dates
VO 2 Orbit- and Flighmechanics Tue, 10:15–11:45, MW 1250
and singular or moved dates
UE 1 Tutorial Orbit- and Flightmechanics Tue, 12:00–12:45, MW 1250

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.

Media

Vortrag, Präsentation, Handzettel, Tafelanschrieb

Literature

U. Walter, Astronautics, 2nd edition, Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-41035-4 (Das Buch zur Vorlesung)

Ein weiterführender umfangreicher Literaturüberblick ist in den Vorlesungsunterlagen gegeben.

Module Exam

Description of exams and course work

In einer schriftlichen Prüfung (90 min) 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 Vorlesungs- und Übungsinhalt abdecken. Es sind sowohl Kurzfragen als auch Rechenaufgaben enthalten. Die Aufteilung zwischen den beiden Fragearten beträgt ungefähr 50%. Geprüft wird das Verständnis der fortgeschrittenen Orbitmechanik und der Flugmechanik (also Aufstieg und Wiedereintritt von Raumfahrtkörpern). Der Studierende muss unter Beweis stellen, dass er die Inhalte dieser Themenbereiche verstanden hat und in der Lage ist, diese auf konkrete Missions-Anforderungen anzuwenden und 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.

Current exam dates

Currently TUMonline lists the following exam dates. In addition to the general information above please refer to the current information given during the course.

Title
TimeLocationInfoRegistration
Orbit and Flight Mechanics
Thu, 2020-02-13, 10:30 till 12:00 MW: 0250
Import till 2020-01-15 (cancelation of registration till 2020-01-30)
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