Modulbeschreibung

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Titel
Title 		Orbital Mechanics
Modulcode
Module Code 		OM
Modulverantwortliche
Responsible Members of Staff
Kompetenzziele des Moduls
Module Competence Goals
Die Studierenden werden an die mechanischen Grundlagen zur Berechnung von Orbitalbahnen von Raumflugkörpern herangeführt, wobei gleichzeitig ein starker Bezug zu den dabei zum Einsatz kommenden Systemen hergestellt wird. Sie beherrschen die Berechnung von erdnahen, Mond- und interplanetaren Missionen in unserem Sonnensystem hinsichtlich der Bahnmechanik unter Berücksichtigung der Systemanforderungen und der Machbarkeit.Students learn to use the orbital mechanics basics to calcalute space missions of spacecrafts with special emphasis on the required systems. They are able to calculate near earth, moon and interplanetary orbital missions within our solar system under strict regard oft the system requirements and the feasibility limits.
Lehrinhalte
Content
  1. Einführung
    • Historischer Überblick zur Bahnmechanik
    • Aktuelle Anwendung bei der Missionsauslegung
  2. Zweikörperproblem
    • Kreisbahnen
    • Allgemeine Lösung
    • Elliptische Bahnen
    • Parabolische Bahnen
    • Hyperbolische Bahnen
    • Zeit-Systeme
    • Koordinaten-Systeme
    • Bahnelemente
  3. Bahnmanöver
    • Bahnwechsel
    • Hohmann-Übergang
    • Bielliptischer Bahnübergang
    • Bahnebenenwechsel
    • Kombinierte Manöver
    • Antriebsbedarf für die Manöver
  4. Beobachtung des Zentralkörpers
    • Startplatzeinfluss
    • Bahnstörungen
    • Bodenspur
    • Sichtbereich des Raumfahrzeuges
  5. Spezielle Erdumlaufbahnen
    • Geosynchrone Bahn
    • Sonnensynchrone Bahn
    • Molnija-Bahn
    • Niedrige Erdumlaufbahn
  6. Interplanetare Missionen
    • Methode der angepassten Kegelschnitte
    • Vereinfachtes Beispiel
    • Vorgehensweise bei dieser Methode
    • Planetenstellung
    • Auslegung der Übergangsbahn
    • Auslegung der Abflug-Trajektorie
    • Auslegung der Ankunft-Trajektorie
    • Gravitationsunterstützte Maneuver
    • Umlaufbahn um den Zielplaneten
  7. Flugbahnen zum Mond
    • Bewegung des Erde-Mond Systems
    • Flugdauer und Einschussgeschwindigkeit
    • Einflusssphäre
    • Methode der angepassten Kegelschnitte für den Flug zum Mond
  1. Introduction
    • Historical Review of Orbital Mechanics
    • Actual Spacecraft Mission Design Application
  2. Two-Body Motion
    • Circular Orbits
    • General Solution
    • Elliptical Orbits
    • Parabolic Orbits
    • Hyperbolic Orbits
    • Time Systems
    • Coordinate Systems
    • Orbital Elements
  3. Orbital Maneuvers
    • In-Plane Orbit Changes
    • Hohmann Transfer
    • Bielliptical Transfer
    • Plane Changes
    • Combined Maneuvers
    • Propulsion for Maneuvers
  4. Observing the Central Body
    • Effect of the Launch Site
    • Orbit Perturbations
    • Ground Track
    • Spacecraft Horizon
  5. Special Earth Orbits
    • Geosynchronous Orbit
    • Sun-Synchronous Orbit
    • Molniya Orbit
    • Low Earth Orbit
  6. Interplanetary Missions
    • Patched Conic Approximation
    • Highly Simplified Example
    • Patched Conic Procedure
    • Locating the Planets
    • Design of the Transfer Ellipse
    • Design of the Departure Trajectory
    • Design of the Arrival Trajectory
    • Gravity-Assist Maneuver
    • Establishing a Planetary Orbit
  7. Lunar Trajectories
    • Motion of the Earth-Moon System
    • Time of Flight and Injection Velocity
    • Sphere of Influence
    • Lunar Patched Conic
Lehrende
Lecturers
Lehr- und Lernmethoden
Teaching Format 		Seminaristischer Unterricht (SU)
Lernform
Study Format 		Präsenzstudium, angeleitetes Selbststudium
Prüfungsform
Examination 		Klausur nach Prüfungsordnung
Prüfungsdauer
Test Duration 		90 Minuten
Voraussetzungen für die Teilnahme
Required Experience 		Siehe aktuelle Prüfungsordnung
Verwendbarkeit
Applicability 		Grundlage für etliche folgende Module
Studentische Arbeitsbelastung
Hours 		56 + 124
Präsenzstudium
Contact Hours per week 		56
Selbststudium
Self Study Hours 		124
ECTS-Leistungspunkte
ECTS-Credits 		6
Häufigkeit des Angebotes
Frequency 		1 Mal pro Studienjahr im 2. Semester / Sommersemester
Sprache
Language 		English
Bemerkungen
Comments 		keine Bemerkung
Literatur
Literature 		Die aktuellen Literaturlisten werden zu Beginn des Semesters verteilt.
Angebot
Courses
SemesterStudiengangSWSFormGültigkeitsbeginnGültigkeitsendeWahlpflicht
2AT4Seminar20132100Wahlpflichtmodul