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宇宙工学(IMAC) / Space Engineering

単位数: 2. 担当教員: 吉田 和哉. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE374E.

主要授業科目/Essential Subjects

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

<講義の目的>:人工衛星,宇宙ステーション,宇宙探査機などの宇宙システムを設計,開発,運用するために必要な科学技術の基礎事項を学ぶ.

<概要>:まず,宇宙開発の歴史,宇宙環境,宇宙利用,宇宙システムの概要を述べたうち,人工衛星を軌道に投入するためのロケットの誘導,制御について述べる.つぎに,人工衛星の軌道運動,姿勢運動,およびその制御について,基礎を講義する.

<達成目標等>:全体として,宇宙工学の基礎を学ぶ.深い詳細内容までは踏み込まず,幅広い内容学習を目指す.「宇宙へ行く」ための科学技術の概要を理解する.ツィオルコフスキーの式,ケプラー軌道を学び,人工衛星の軌道運動の基礎を理解する.さらに,ランデブ・ドッキング,衛星の姿勢安定,惑星間飛行などを学び,宇宙活動の力学について理解を深める.

授業の目的・概要及び達成方法等(E)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

<Objective>: Learn the basics of science and technology necessary for designing, developing, and operating space systems such as artificial satellites, space stations, and space probes.

<Overview>: First, the history of space development, the space environment, space utilization, and the outline of the space system are described, and the guidance and control of the rocket for putting the artificial satellite into orbit are described. Next, we will give a basic lecture on the orbital motion, attitude motion, and control of artificial satellites.

<Goals for achievement>: Understand the basics of space engineering as a whole. We aim to offer a wide range of content without going into deep details. Understand the outline of science and technology for "going to space." Learn Tsiolkovsky's equation, Kepler orbit, and understand the basics of the orbital motion of artificial satellites. In addition, learn rendezvous docking, satellite attitude stability, interplanetary flight, etc., to deepen their understanding of astrodynamics for space missions.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

授業の進め方:
-講義はPPTプレゼンテーションを使用して行われます。
-教科書は使用していませんが、クラスのビデオとプレゼンテーション資料はClassroomサイトにアップロードされます。
-小テストと宿題が時々与えられます。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(E)

How the class will go:
-Lectures are given using PPT presentations.
-No textbook is used, but the class video and the presentation materials will be uploaded on the Classroom site.
-Small tests and homework are given sometimes.

授業計画

2024年のClassroomコード: tejvs2y

1. はじめに:惑星と小惑星のミッションの概要
2. 宇宙環境
3. ロケット打ち上げとロケット方程式
4. 軌道力学(1):基礎
5. 軌道力学(2):軌道遷移
6. 軌道力学(3):スイングバイ
7. 月のミッションと小惑星のミッションのための軌道
8. 姿勢運動の基礎
9. 姿勢のダイナミクスと制御(1):スピンの安定化
10. 姿勢ダイナミクスと制御(2):3軸安定化
11. 宇宙機システムの設計に関する考慮事項

授業計画(E)

Classroom code for 2024: tejvs2y

1 Introduction: an overview of planetary and asteroid missions
2 Space environment
3 Rocket launch and the rocket equation
4 Orbital mechanics (1): basics
5 Orbital mechanics (2): orbital transfer
6 Orbital mechanics (3): swing-by
7 Orbits for Lunar missions and asteroid missions
8 Understanding of attitude motion
9 Attitude dynamics and control (1): Spin stabilization
10 Attitude dynamics and control (2): 3-axis stabilization
11 Spacecraft System Design considerations

授業時間外学習

講義資料および講義ビデオを見て復習を行う。
与えられた宿題を行う。

授業時間外学習(E)

Review the lecture materials and videos.
Solve the given homework problems.

成績評価方法及び基準

成績評価は、小テストと提出された宿題(レポート)に基づいて行います。

成績評価方法及び基準(E)

Based on the small tests and the homework deliverables (written reports).

教科書および参考書

  • Orbital Mechanics for Engineering Students, Howard Curtis, Butterworth-Heinemann (2019) ISBN/ISSN: 9780081021330 資料種別:reference
 これと関連したシラバス 学務情報システムで確認
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