Modulbeschreibung

Titel Title	Orbital Mechanics
Modulcode Module Code	OM
Modulverantwortliche Responsible Members of Staff	Prof. Dr. Antonio Francisco García Marín
Kompetenzziele des Moduls Module Competence Goals	Deutsch English Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden befähigt: Wissen und Verstehen (Wissensverbreiterung, Wissensvertiefung, Wissensverständnis) mechanische Grundlagen der Bahnmechanik und deren Anwendung auf Raumflugkörper zu verstehen und zu erläutern. die physikalischen und mathematischen Zusammenhänge bei der Berechnung von erdnahen, Mond- und interplanetaren Missionen zu erkennen. Systemanforderungen und Randbedingungen bei der Auslegung von Orbitalbahnen zu benennen. Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen (Nutzung und Transfer, wissenschaftliche Innovation) Orbitalbahnen für verschiedene Missionsprofile im Sonnensystem eigenständig zu berechnen und hinsichtlich Machbarkeit zu bewerten. technische Systemanforderungen in die Planung und Analyse von Bahnmechanikproblemen zu integrieren. Kommunikation und Kooperation Berechnungen und Ergebnisse zu Orbitalmissionen klar und nachvollziehbar darzustellen. in fachübergreifenden Teams an der Auslegung und Bewertung von Raumfahrtmissionen mitzuwirken. Wissenschaftliches Selbstverständnis oder Professionalität sich selbstständig vertiefende Kenntnisse in der Bahnmechanik anzueignen und auf neue Missionsszenarien zu übertragen. Machbarkeitsanalysen für Raumfahrtmissionen eigenverantwortlich und methodisch fundiert durchzuführen. 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	Gegenstand des Moduls ist die Bahnmechanik im Hinblick auf Raumfahrtmissionen. Die zentralen fachlichen Inhalte lauten: Einführung einschließlich Historie und aktuelle Anwendung bei Missionsauslegung Zweikörperproblem Bahnmanöver Beobachtung des Zentralkörpers Spezielle Erdumlaufbahnen Interplanetare Missionen Flugbahnen zum Mond Die theoretischen Inhalte werden durch seminaristischen Unterricht vermittelt. Die Kompetenzgewinnung wird mithilfe der Arbeit in Projektgruppen unter Betreuung angestrebt. Unternehmensbesuche und Fachvorträge von Expert:innen aus Industrie und Forschung ergänzen die Veranstaltung. Introduction Historical Review of Orbital Mechanics Actual Spacecraft Mission Design Application Two-Body Motion Circular Orbits General Solution Elliptical Orbits Parabolic Orbits Hyperbolic Orbits Time Systems Coordinate Systems Orbital Elements Orbital Maneuvers In-Plane Orbit Changes Hohmann Transfer Bielliptical Transfer Plane Changes Combined Maneuvers Propulsion for Maneuvers Observing the Central Body Effect of the Launch Site Orbit Perturbations Ground Track Spacecraft Horizon Special Earth Orbits Geosynchronous Orbit Sun-Synchronous Orbit Molniya Orbit Low Earth Orbit 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 Lunar Trajectories Motion of the Earth-Moon System Time of Flight and Injection Velocity Sphere of Influence Lunar Patched Conic
Lehrende Lecturers	Prof. Dr. Antonio Francisco García Marín
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 / Wintersemester
Sprache Language	English
Bemerkungen Comments	keine Bemerkung
Literatur Literature	Die aktuellen Literaturlisten werden zu Beginn des Semesters verteilt.
Angebot Courses	Semester Studiengang SWS Form Gültigkeitsbeginn Gültigkeitsende Wahlpflicht 2 AT 4 Seminar 2013 2100 Wahlpflichtmodul

Zu jedem Modul (ausgenommen Sprachmodule und die Bachelorthesis) gehört in den Bachelorstudiengängen zusätzlich eine modulbezogene Übung im Umfang von 1 SWS.