Die Bewegung von Körpern im Weltraum (wie Raumfahrzeuge, Satelliten und Raumstationen) muss präzise vorhergesagt und gesteuert werden, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Die Kinematik ist ein Gebiet, das Beschreibungen und Vorhersagen der Bewegung dieser Körper im 3D-Raum entwickelt. Dieser Kurs in Kinematik deckt vier große Themenbereiche ab: eine Einführung in die Teilchenkinematik, ein tieferes Eintauchen in die Kinematik starrer Körper in zwei Teilen (beginnend mit klassischen Beschreibungen der Bewegung unter Verwendung der Richtungskosinusmatrix und der Euler-Winkel 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 unter Verwendung moderner Algorithmen zur Vorhersage und Ausführung relativer Orientierungen von Körpern im Raum. Nach diesem Kurs werden Sie in der Lage sein,...

* Einen Vektor aus der Sicht eines anderen rotierenden Rahmens zu differenzieren und rahmenabhängige Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektoren abzuleiten * das Transporttheorem anzuwenden, um kinematische Teilchenprobleme zu lösen und zwischen verschiedenen Sätzen von Lagebeschreibungen zu übersetzen * relative Lagebeschreibungen zu addieren und zu subtrahieren und diese Beschreibungen numerisch zu integrieren, um Orientierungen über die Zeit vorherzusagen * die grundlegenden Lagekoordinateneigenschaften starrer Körper abzuleiten und die Lage aus einer Reihe von Kursmessungen zu bestimmen Das behandelte Material ist dem Buch "Analytical Mechanics of Space Systems" entnommen, das unter https://arc.aiaa.org/doi/book/10.2514/4.105210 erhältlich ist.