Kursplan för Rymdfysik och rymdteknik

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnSpace science and techniques
  • KurskodRRY016
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPWPS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 29114
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0112 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		 6 hp
  • 12 Jan 2022 em J
  • 13 Apr 2022 fm J
  • 22 Aug 2022 em J
0212 Projekt 1,5 hp
Betygsskala: UG		 1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i flervariabelanalys och elektromagnetism.

Syfte

Efter kursen skall studenterna kunna förstå komplexiteten hos rymdtekniska system, rymdmiljön och dess påverkan på rymdfarkoster, och hur rymdfarkoster används för vetenskapliga och kommersiella ändamål. Studenterna skall kunna genomföra grundläggande beräkningar för rymdtekniska system (speciellt banberäkningar och länkbudgetar), och vara förberedda för djupare studier av olika aspekter av rymdfysik och rymdteknologi.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Ge exempel på tillämpningar av rymdtekniken och dess roll i samhället. Diskutera etiska aspekter, och konsekvenser av samhällets digitalisering, ur ett rymdtekniskt perspektiv. 
  • Beskriva vilka subsystem en satellit består av och vad de används för.
  • Analysera satellitbanor med hjälp av Keplers lagar och relaterade ekvationer.
  • Skissa och analysera ett subsatellitspår.
  • Utföra beräkningar av azimut och elevation.
  • Förklara störningar på banor och hur de i praktiken används eller motverkas för banor.
  • Beskriva hur en raket fungerar och ange för- och nackdelar med olika typer av raketer.
  • Använda raketekvationen för beräkningar av överföringsbanor.
  • Utföra en länkbudgetberäkning.
  • Beskriva rörelsen för en laddad partikel i ett elektromagnetiskt fält.
  • Definiera ett plasma och förklara begreppen plasmaoscillationer och Debye-avskärmning.
  • Beskriva rymdmiljön nära jorden.
  • Beskriva effekter av rymdmiljön på rymdfarkoster och hur de konstrueras.
  • Utföra enkla beräkningar relaterade till rymdmiljöpåverkan, särskilt Singel Event Effects.
  • Beräkna jämviktstemperaturen för en satellit.
  • Utföra tillförlitlighetsberäkningar på enkla system. Ge exempel för metoder att öka tillförlitligheten för ett rymdtekniskt system.
  • Använda datorbaserade verktyg för att studera subsatellitspår och effekter av rymdmiljön på rymdfarkoster.

Innehåll

Kursen innehåller: * Keplers lagar och relaterade ekvationer, banstörningar, GEO, LEO, solsynkrona banor, sfärisk trigonometri, satellitföljning, subsatellitspår, banor för olika tillämpningar. * Bärraketer och raketmotorer (grundläggande raketprinciper, olika typer av raketer och framdrivningssystem, raketuppskjutning) * Satellitens subsystem (plattform och nyttolast, spinn- och treaxelstabilisering, elektrisk effekt, attityd- och banreglering, telemetri, baninmätning och telekommando, temperaturreglering, tillförlitlighet) * Satellitkommunikation (antenner, mottagare och transpondrar, brus, länkbudget) * Tillämpningar (t.ex. telekommunikation, fjärranalys, navigation, astronomi, aeronomi) * Laddade partiklars rörelse i elektromagnetiska fält, grundläggande plasmafysik (definition av plasma, plasmaoscillationer, Debye-avskärmning) * Solen, solaktiviteten, och solens inflytande på rymdmiljön och på rymdfarkoster * Rymdmiljön nära jorden: magnetosfären och plasma, strålningsbältena och kosmisk strålning, den övre atmosfären och jonsfären, norrsken. * Rymdmiljöns effekter på rymdfarkoster: plasmaeffekter, joniserande strålning, neutrala partiklar och luftmotstånd, mikrometeoroider och rymdskrot, elektromagnetisk strålning och termiska effekter, tyngdlöshet och attitydstörningar, rymdväder.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, övningar och ett obligatoriskt grupparbete (projekt).

Litteratur

- Spacecraft Systems Engineering av Fortescue, Swinerd & Stark (red.) 4e uppl.,

- kompendium och/eller utdelat material.

Examination inklusive obligatoriska moment

Grupparbete (projekt) och tillhörande rapport, och en skriftlig tentamen.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.