Prof. Dr. Joseph Iannelli, Fellow, British Advance Higher Education Academy, Professor für Maschinenbau und Scientific Computing an der Washington State University (WSU), Vereinigte Staaten, und früher, kurzzeitiger Gastwissenschaftler am ICOMP (Institute for Computational Mechanics in Propulsion) der NASA Glenn.
Weitere Informationen zu Prof. Iannelli finden Sie auf der WSU Website.
Sind Sie von der Erforschung des Weltraums fasziniert? Möchten Sie die Umlaufbahnen von Planeten und den Flug von Raumschiffen verstehen, vorhersagen und erklären? Hat Ihnen der Film "Der Marsianer" gefallen?
Dann sind Sie auf dem richtigen Weltraumbahnhof gelandet. Der Mars hat schon immer die Fantasie der Menschen beflügelt, mit den Fragen, ob es jemals Leben auf dem Roten Planeten gegeben hat, ob unser Nachbarplanet von der Menschheit kolonisiert werden könnte und ob die notwendigen technologischen Entwicklungen, die Astronaut:innen die Landung auf dem Mars ermöglichen, Wirtschaft, Gesellschaft und internationale Zusammenarbeit hier auf der Erde voranbringen würden. Um diese und ähnliche Fragen zu beantworten, müssen wir verstehen, wie man zum Roten Planeten fliegen kann.
Der "Mission 2 Mars"-MOOC veranschaulicht die Bewegung von Planeten und erklärt den Kursteilnehmer:innen, wie sie den Flug von bemannten und unbemannten Raumfahrzeugen zum Mars planen, berechnen und visualisieren können, basierend auf Keplers drei Gesetzen der Planetenbewegung und Newtons Gesetz der universellen Gravitation. Ebenfalls enthalten ist der Flug eines Raumschiffs mit einem rotierenden Ring, der bei längeren Weltraummissionen ein Habitat mit künstlicher Schwerkraft für die Raumschiffbesatzung bietet.
Mit der Verwandlung von Science-Fiction in Science-Reality spricht dieser MOOC ein Publikum mit wissenschaftlichem Hintergrund an, darunter solche mit einem Hintergrund in Astronomie, Mathematik, Maschinenbau oder Physik. Der MOOC ist aus einem Semesterkurs an der Washington State University hervorgegangen. Der Dozent konzipierte den Kurs, nachdem seine Student:innen von dem Film "Der Marsianer" beeindruckt waren und sich für die Wissenschaft der Raumfahrt und die Visualisierung der Flugbahnen von Raumfahrzeugen und Himmelskörpern begeisterten.
Der Kurs besteht aus fünf Hauptkomponenten:
1. Grundlagen der Orbitalmechanik
2. Berechnung der Reisezeit zum Mars und der Umlaufbahnen von Raumfahrzeugen um Erde und Mars
3. die Flugbahnen für den Abflug von der Erde und die Ankunft auf dem Mars
4. interplanetare Reise von der Erde zum Mars
5. die Dynamik von Raumfahrzeugen in einer Umgebung mit künstlicher Schwerkraft
- Verständnis der Bewegung von Himmelskörpern im Weltraum auf der Grundlage der drei Keplerschen Gesetze der Planetenbewegung, des Newtonschen Gesetzes der universellen Gravitation und der Newtonschen Gesetze der Dynamik
- Verständnis des herrschenden Raumflugsystems und repräsentativer Lösungen in dimensionaler und nichtdimensionaler Form, einschließlich der Erhaltung der gesamten mechanischen Energie und des Drehimpulses
- Planung von Missionen zum Mars und Bestimmung von Flugbahnen und Flugzeiten für vollständige Missionen, einschließlich der Reise zum Mars und der Rückkehr zur Erde
- Aneignung der Konzepte von Bahnexzentrizitäten, planetarischen Einflusssphären und Auswirkungen der Gravitationsfelder nicht nur der Sonne, sondern auch der Erde und des Mars auf dem Flug von Raumfahrzeugen zum Mars
- Verständnis der Translations- und Rotationsbewegungen von Raumfahrzeugen mit Besatzung, die mit rotierenden toroidalen Komponenten ausgestattet sind, um eine künstliche Schwerkraft zu erzeugen und die Gesundheit der Besatzung auf mehrmonatigen Missionen zum Mars zu erhalten
Fertigkeiten als Lernziele
- Fähigkeit, die Ausdrücke der Orbitalmechanik für eine bestimmte Anzahl von Himmelskörpern zu formulieren, einschließlich der Translations- und Rotationsbewegung eines Raumfahrzeugs
- Fähigkeit, das Horizons-Online-System der NASA zu nutzen, um Ephemeriden ausgewählter Himmelskörper zu bestimmen und in Berechnungsmodelle einzubeziehen
- Fähigkeit zur Verwendung von Software für Orbitalmechanik zur rechnerischen Bestimmung von Flugzeiten sowie von Flugbahnen, Rotationsdynamik und Umlaufbahnen von Raumfahrzeugen und Satelliten
- Fähigkeit zur Bestimmung von Fluggeschwindigkeiten für Raumfahrzeuge, die dem Gravitationsfeld der Erde entkommen, im Gravitationsfeld des Mars ankommen und in eine Umlaufbahn um den Mars eintreten
- Fähigkeit, die Notwendigkeit von rotierenden toroidalen Komponenten in Raumfahrzeugen zu verstehen, um die gewünschte künstliche Schwerkraft zu erzeugen
Für eine erfolgreiche Teilnahme an diesem MOOC werden englische Sprachkenntnisse sowie Grundkenntnisse der Bewegungsphysik und der damit verbundenen mathematischen Konzepte empfohlen.
Für die aktive Teilnahme am Kurs erfolgt bei Abschluss die Ausstellung eines automatisierten Zertifikats, welches Ihren Benutzernamen, den Kursnamen und die abgeschlossenen Lektionen beinhalten. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich nur um eine Bestätigung handelt, die aussagt, dass die Benutzer:innen zumindest 75% der gestellten Selbstüberprüfungsfragen richtig beantwortet haben.
Dieses Werk ist lizenziert unter {licenselink} Prof. Dr. Joseph Iannelli, iMooX.at & TU Graz International Office - Welcome Center