Vehículos Espaciales

Guía de Aprendizaje – Información al estudiante
Datos Descriptivos
ASIGNATURA: VEHÍCULOS ESPACIALES
MATERIA: VEHÍCULOS ESPACIALES
CRÉDITOS EUROPEOS: 3 ECTS
CARÁCTER: OBLIGATORIA DE ESPECIALIDAD
TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL
CURSO/SEMESTRE 4 / 7
ESPECIALIDAD: VEHÍCULOS AEROESPACIALES (VA)
CURSO ACADÉMICO
PERIODO IMPARTICION
2014-15
Septiembre- Enero
x
Sólo castellano
IDIOMA IMPARTICIÓN
Febrero - Junio
Sólo inglés
Ambos
x
1
AERONAVES Y VEHÍCULOS ESPACIALES
DEPARTAMENTO:
PROFESORADO
NOMBRE Y APELLIDO
DESPACHO
(C = Coordinador)
Juan Manuel Del Cura
Laboratorio de Ensayo
de Aeronaves
Velayos
Laboratorio de Ensayo
de Aeronaves
Laboratorio de Ensayo
de Aeronaves
Laboratorio de Ensayo
de Aeronaves
Ana Laverón Simavilla (C)
Jeff Porter
Jacobo Rodríguez
Correo electrónico
juanmanuel.delcura@upm.es
ana.laveron@upm.es
Jeff.porter@upm.es
Jacobo.rodriguez@upm.es
CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON
NORMALIDAD LA ASIGNATURA
TECNOLOGÍA AEROESPACIAL
ASIGNATURAS
FÍSICA I
SUPERADAS
MECÁNICA CLÁSICA
AERODINÁMICA
OTROS
MATEMÁTICAS I
RESULTADOS DE
MATEMÁTICAS II
APRENDIZAJE
NECESARIOS
MECÁNICA DE VUELO
2
Objetivos de Aprendizaje
COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA
Código
CE26-EA05
Código
RA1. RA2. RA3. RA4. RA5. -
COMPETENCIA
Conocimiento adecuado y aplicado a la ingeniería de: los sistemas y
los sistemas automáticos de control de vuelo de los Vehículos
Espaciales
NIVEL
Síntesis
Comprensión
RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA
Conocimiento y comprensión de las configuraciones básicas, subsistemas y misiones de los
vehículos espaciales
Conocimiento y comprensión del ambiente en que operan los vehículos espaciales
Conocimiento, comprensión, análisis, aplicación y síntesis de las trayectorias espaciales y
su selección para distintas misiones
Conocimiento, comprensión, aplicación y síntesis de la adquisición y mantenimiento de la
órbita de la misión
Conocimiento y comprensión de la geometría de las misiones de observación de la Tierra
3
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO)
TEMA / CAPITULO
Tema 1.
Introducción.
Misiones espaciales
y elementos de la
misión
Tema 2. El entorno
del satélite
Tema 3. Propiedades
de las órbitas
Tema 4. Órbitas de
aplicación
Tema 5. Maniobras
espaciales
Tema 6. Geometría
de misiones de
observación de la
Tierra
Tema 7. Subsistemas
de un vehículo
espacial
APARTADO
Presentación de la asignatura
Evolución de las misiones espaciales
Tipos de misiones espaciales
Elementos de una misión espacial
Ciclo de vida de un vehículo espacial
Introducción al entorno espacial: el Sol, la
atmósfera, la ionosfera, el campo magnético
terrestre, el medio interplanetario, el campo
gravitatorio terrestre, la basura espacial y los
micrometeoritos.
Efectos del entorno espacial
Introducción
Sistemas de referencia y de tiempo
Órbitas Keplerianas
Perturbaciones
Introducción
Geosíncrona y geoestacionaria
Heliosíncrona
De traza repetida
Frozen
Molniya
Introducción
Maniobras de: lanzamiento, coplanarias, cambio
de plano, combinadas, aeroasistidas,
interceptación y rendezvous, misiones lunares,
misiones interplanetarias
Introducción
La esfera celeste
Iluminación
Trazas
Cobertura
Visibilidad
Configuraciones típicas de satélites y sondas
Estructura
Subsistema de control de actitud
Subsistema de control térmico
Subsistema de energía
Subsistema de comunicaciones
Ordenador y manejo de datos
4
Indicadores
Relacionados
T1
T2
T3
T5
T4
T6
T7
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS
UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
CLASES DE TEORIA
Exposición de conceptos y bibliografía relevante y complementaria.
CLASES
Resolución de problemas guiados por el profesor.
PROBLEMAS
PRACTICAS
TRABAJOS
Prácticas en tres sesiones de 2 horas. Se propondrán ejercicios
prácticos para ser resueltos con ayuda de programas de software
libre de la NASA.
Se propondrá un trabajo para que sea realizado en grupo empleando
los conocimientos adquiridos en las clases teóricas y prácticas.
AUTONOMOS
TRABAJOS EN
GRUPO
TUTORÍAS
Durante la última sesión se podrá, en caso de que se considere
necesario, realizar una tutoría personal o en grupo para resolver
dudas concretas sobre la asignatura.
5
RECURSOS DIDÁCTICOS
Bibliografía fundamental:
•
Guiones de la asignatura
•
Transparencias de clase
Bibliografía complementaria:
BIBLIOGRAFÍA
•
Space Mission Analysis and Design, J. Wertz & W. Larson
•
Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz
•
Elements of Spacecraft Design, C. D. Brown
•
Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz
•
Fundamentals of Astrodynamics and Applications, D. Vallado
•
Fundamentals of Space Systems, V. L. Pisacane, R.C. Moore
•
Spacecraft Systems Engineering, P. Fortescue, G. Swinerd, J.
Stark
•
Rocket Propulsion Elements, G. P. Suttorn, O. Biblarz
•
Fundamentals of Astrodynamics, R. R. Bate, D. D. Mueller, J.
E. White
•
Spacecraft Attitude Determination and Control, J.R. Wertz
•
Spacecraft Attitude Dynamics, P. C. Hughes
•
Radiowave Propagation in Satellite Communications, Louis J.
Ippolito, Jr., Van Nostrand-Reinhold
•
Spacecraft power systems, M. R. Patel
•
Spacecraft Thermal Control Handbook Volume 1: Fundamental
Technologies, D.G. Gilmore
•
Spacecraft Thermal Control Handbook Volume Cryogenics, M.
Donabedian
RECURSOS WEB
Sitio Moodle de la asignatura (http://moodle.upm.es/)
Recomendaciones en clase
Aula asignada por Jefatura de Estudios.
EQUIPAMIENTO
Software instalado en el aula de informática B106 para la realización de
las prácticas y trabajos.
6
Cronograma de trabajo de la asignatura
7
Semana
Actividades Aula
Lab
Trabajo Individual
Trabajo en Grupo
Actividades
Evaluación
1ª semana
2ª semana
3ª semana
4ª semana
5ª semana
6ª semana
7ª semana
8ª semana
9ª semana
Clases de teoría.
Tema 1. Misiones espaciales
y elementos de la misión
Clases de teoría.
Tema 2. El entorno del
satélite
Clases de teoría.
Tema 3. Propiedades de las
órbitas
Clases de teoría y problemas.
Tema 3. Propiedades de las
órbitas
Clases de teoría y problemas.
Tema 3. Propiedades de las
órbitas
Clases de teoría y problemas.
Tema 4. Órbitas de aplicación
(Problema Frozen)
Clases de teoría y problemas.
Tema 4. Órbitas de aplicación
(Problema Heliosíncrona)
Clases de teoría y problemas.
Tema 5. Maniobras
espaciales (Problema traza
repetida)
Clases de teoría y problemas.
Tema 5. Maniobras
espaciales (Problema
Estudio
Estudio
Realización de problemas de
aplicación práctica
Realización de problemas de
aplicación práctica
x
Realización de problemas de
aplicación práctica
x
Realización de problemas de
aplicación práctica
x
Realización de problemas de
aplicación práctica
x
Realización de problemas de
aplicación práctica
x
Realización de problemas de
aplicación práctica
8
Otros
10ª semana
11ª semana
12ª semana
13ª semana
Clases de teoría y problemas.
Tema 5. Maniobras
espaciales (Problema GEO y
elíptica)
Clases de teoría y problemas.
Tema 6. Geometría de
misiones de observación de
la Tierra (Problema
movimiento relativo)
Clases de teoría y problemas.
Tema 7. Subsistemas de un
vehículo espacial (Problema
transferencia a GEO)
Clases de teoría.
Tema 7. Subsistemas de un
vehículo espacial (Problema
trazas, cobertura)
x
Realización de problemas de
x
aplicación práctica
Realización de problemas de
x
aplicación práctica
Realización de problemas de
x
aplicación práctica
Realización de problemas de
x
aplicación práctica
14ª semana
15ª semana
Examen Final
9
Sistema de evaluación de la asignatura
EVALUACION
Relacionado
Ref
T1
INDICADOR DE LOGRO
con RA:
Conocimiento y comprensión del entorno de un vehículo espacial y sus
implicaciones en su diseño y operación
RA1,RA5
Conocimiento y comprensión de la evolución de las de misiones
T2
espaciales, los tipos más importantes y sus elementos, así como del
RA1
ciclo de vida de un vehículo espacial
Conocimiento, comprensión, aplicación y análisis de las ecuaciones de
T3
la mecánica orbital, elementos esenciales para su resolución, de las
RA2
órbitas keplerianas y de las perturbaciones de dichas órbitas.
T4
T5
T6
T7
Conocimiento, comprensión, aplicación y análisis de las maniobras
espaciales
Conocimiento, comprensión, aplicación y análisis de las principales
trayectorias de aplicación en las distintas misiones espaciales
Conocimiento, comprensión, aplicación y análisis de los elementos
básicos de la geometría de las misiones de observación de la Tierra
Conocimiento y comprensión de las configuraciones típicas de
satélites y sondas, y de los subsistemas que los componen.
RA2, RA4
RA2
RA2, RA3
RA3, RA4,
RA5
La tabla anterior puede ser sustituida por la tabla de rúbricas.
EVALUACION SUMATIVA
BREVE DESCRIPCION DE LAS
ACTIVIDADES EVALUABLES
PESO EN LA
MOMENTO
Trabajo de análisis de misión
5ª-13ª semanas
Examen Final
15ª semana
10
LUGAR
Domicilio y aula de
informática
Aula
CALIFICACIÓN
20%
80%
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Se establecerá una evaluación continuada en la cual se considera el trabajo en grupo y el
examen final.
El estudiante podrá voluntariamente optar, según la normativa UPM, por evaluación
continuada o evaluación en el examen final ordinario, en este último caso deberá
comunicárselo por escrito al coordinador de la asignatura durante las dos primeras semanas
lectivas.
Los exámenes podrán estar compuestos de una parte teórica y otra de aplicación práctica:
• La parte teórica puede estar constituida por ejercicios tipo "test", ejercicios de
preguntas de respuesta abierta o ejercicios de desarrollo de algún tema de la
asignatura. Para la parte teórica no se podrán consultar libros ni apuntes.
• La parte de aplicación práctica podrá estar constituida por ejercicios de problemas
teórico-prácticos relativos a los contenidos de la asignatura.
Sistema de calificación por evaluación continuada:
• Consta de un examen final obligatorio y un trabajo en grupo.
• Los alumnos realizarán un trabajo en grupo sobre el análisis de una misión espacial.
• El resultado obtenido en el examen final constituye el 80% de la nota y el 20% restante
será el del trabajo en grupo.
• Para aprobar la asignatura, deberá obtenerse una calificación total superior o igual al
50% y una calificación en el examen final superior o igual al 40%.
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