Kosmosa lidojumi: vēsture, pašreizējais stāvoklis, perspektīvas - bezmaksas kurss no Open Education, apmācība 15 nedēļas, Datums: 2023. gada 2. decembris.

Ievadlekcija. Ievads tēmā, jaunu problēmu apraksts.

1. "Sastāv". Kosmosa kuģis kā sistēma.
Kosmosa misijas funkcionālās diagrammas sastādīšana, izprotot attiecības starp elementiem izvirzītajām prasībām. Izpratne par misijas sastāvu, attiecībām starp zemes un kosmosa segmentiem, nesējraķetēm un kosmosa kuģiem. Izpratne par kosmosa kuģu izkārtojuma modulāro principu, iepazīšanās ar satelītu platformu saimju piemēriem: neorientējams, vienpusējs, triaksiāls ballistisko misiju projektēšanas problēmu veiksmīgu un daļēji veiksmīgu risinājumu piemēri nozīmē.

2. Kas mums ir? Kosmosa kuģa masas centra kustība.
Ievads debess mehānikas matemātiskajos pamatos. Izmantoto koordinātu sistēmu pamati. Kustības vienādojumi centrālajā gravitācijas laukā, kustības vienādojumu pirmie integrāļi. Orbītu enerģētiskā klasifikācija, orbītu parametri, satelītu misiju klasifikācija atbilstoši izmantotajām orbītām. Ievads orbītas korekcijas manevros (orbītas formas maiņa, orbītas slīpuma maiņa), piemēri mērķu un lidojumu prasību tēmu izmantošana, konsolidācija, izmantojot alternatīvu orbītu un shēmu izvēles piemēru izdalīšanos.

3. Kā nokļūt uz Mēness? Kā pareizi lidot? Lidojumi tuvajā kosmosā un lidojumu traucējošie faktori.
Īsa lidojumu no Zemes uz Mēnesi projektēšanas vēsture. Agrāko datoru izmantošana, lai izprastu problēmas sarežģītību. Problēmas ar šķidrās degvielas raķešu dzinēja palaišanu kosmosā lidojuma plānošanas ietvaros, neatsaucoties uz palaišanas logiem. Ievads par kosmosa lidojumu traucējošajiem faktoriem. Izmantoto koordinātu sistēmu tēmas pastiprināšana, izmantojot stāsta piemēru par Zemes gravitācijas lauku. Gravimetriskās misijas un to ietekme uz kosmosa sistēmu projektēšanu. Zemas orbītas satelīti kā kosmosa kuģu klase, to īpašības.

4. Matemātiskie apgalvojumi. Roberts Goddards, viņa vēsture, viņa vārdā nosauktā problēma un tās loma optimālās kontroles teorijā.
Iepazīšanās ar raķešu tehnikas tapšanas vēstures elementiem. Stāsts par Robertu Goddardu un viņa raķetēm. Godāra uzdevums par raķetes maksimālo vertikālo pacelšanas augstumu, tā formulējums optimālas vadības problēmas veidā. Pamatjēdzieni par optimālas kontroles problēmām.

5. Manevri. Kosmosa kuģa lidojuma aktīvās un pasīvās fāzes
Ievads kosmosa kuģu trajektorijas korekcijas manevru matemātiskajos modeļos: “pulss” un “uniforms”. Atšķirība modelēšanas pieejās: trajektoriju segmentu “savienošana” ar nelīdzenu ātruma funkciju un attiecīgi aktīvo posmu klātbūtne. Mēģinājums simulēt lidojumu starp divām orbītām, izmantojot manevru ķēdi.

6. Kas ir jābūvē uz Zemes? Zemes segments, raiduztvērēju ierīces.
Iepazans ar komunikācijas sesiju plānošanas pamatiem, redzamības zonām. Orbītas radio novērošanas iekārtu attīstības vēstures elementi, raidošo un uztverošo antenu veidi. Radiosakaru organizēšana starp valdi un Zemi.

7. Saliekam konstruktoru. Kosmosa kuģu dokstacijas – vēsture, pašreizējais stāvoklis, perspektīvas.
Inženierzinātņu jēdziens un dokstacijas organizēšanas matemātiskās problēmas. Vēstures piemēri, problēmu izklāsti. Vairāku moduļu orbitālo staciju izvietošana.

8. Kā nepazust kosmosā. Kosmosa kuģu orientācijas un stabilizācijas sistēmas. Attīstības vēsture, būvniecības matemātiskās iezīmes, tipiskas problēmas 
Ievads kosmosa kuģu orientācijas un stabilizācijas sistēmu tapšanas vēsturē, orientācijas un stabilizācijas matemātisko problēmu jēdziens. Orientācijas un stabilizācijas blokos izmantotās ierīces.

9. Kur mēs lidojam tālāk? Lidojumi uz planētām – vēsture, pašreizējais statuss, izredzes.
Ievads jautājumos, kas rodas, plānojot lidojumus ārpus Zemes-Mēness sistēmas. Vēsture, plānotās misijas, inženierzinātnes un matemātikas jautājumi.

10. Kuru satelītu ir visvairāk? Navigācijas, sakaru, attālās uzrādes sistēmas
Sakaru, sensoru un navigācijas sistēmu pārzināšana. Attīstības vēsture, piemēri, perspektīvas. Ievads kosmosa kuģu barošanas sistēmās.