Kinematik: Beschreibung der Bewegungen von Raumfahrzeugen

Beschreibung

Die Bewegung von Körpern im Weltraum (wie Raumfahrzeugen, Satelliten und Raumstationen) muss präzise vorhergesagt und gesteuert werden, um Sicherheit und Wirksamkeit zu gewährleisten. Kinematik ist ein Bereich, der Beschreibungen und Vorhersagen der Bewegung dieser Körper im 3D-Raum entwickelt. Dieser Kurs in Kinematik deckt vier Hauptthemenbereiche ab: eine Einführung in die Teilchenkinematik, ein tiefer Einblick in die Kinematik starrer Körper in zwei Teilen (beginnend mit klassischen Bewegungsbeschreibungen mithilfe der Richtungskosinusmatrix und Euler-Winkeln und abschließend mit einem Überblick über moderne Deskriptoren wie Quaternionen und klassische und modifizierte Rodrigues-Parameter). Der Kurs endet mit einem Blick auf die statische Lagebestimmung, bei der moderne Algorithmen zur Vorhersage und Ausführung relativer Orientierungen von Körpern im Raum eingesetzt werden.

Nach diesem Kurs können Sie…

* Differenzieren Sie einen Vektor, wie er von einem anderen rotierenden Rahmen gesehen wird, und leiten Sie rahmenabhängige Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren ab
* Wenden Sie das Transporttheorem an, um kinematische Teilchenprobleme zu lösen und zwischen verschiedenen Sätzen von Lagebeschreibungen zu übersetzen
* Relative Haltungsbeschreibungen addieren und subtrahieren und diese Beschreibungen numerisch integrieren, um Orientierungen im Zeitverlauf vorherzusagen
* Leiten Sie die grundlegenden Lagekoordinateneigenschaften starrer Körper ab und bestimmen Sie die Lage aus einer Reihe von Kursmessungen