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University of Colorado Boulder

Kinetics: Studying Spacecraft Motion

Hanspeter Schaub

Instructeur : Hanspeter Schaub

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Ce que vous apprendrez

  • Derive the rotational equations of motion and predict and determine torque-free motion equilibria and associated stabilities

  • Develop equations of motion for a rigid body with multiple spinning components and derive and apply the gravity gradient torque

  • Apply the static stability conditions of a dual-spinner configuration and predict changes as momentum exchange devices are introduced

  • Derive equations of motion for systems in which various momentum exchange devices are present

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The dynamical equations of motion are developed using classical Eulerian and Newtonian mechanics. Emphasis is placed on rigid body angular momentum and kinetic energy expression that are shown in a coordinate frame agnostic manner. The development begins with deformable shapes (continuous systems) which are then frozen into rigid objects, and the associated equations are thus simplified.

Inclus

19 vidéos9 devoirs

The motion of a single or dual rigid body system is explored when no external torques are acting on it. Large scale tumbling motions are studied through polhode plots, while analytical rate solutions are explored for axi-symmetric and general spacecraft shapes. Finally, the dual-spinner dynamical system illustrates how the associated gyroscopics can be exploited to stabilize any principal axis spin.

Inclus

17 vidéos9 devoirs

The differential gravity across a rigid body is approximated to the first order to study how it disturbs both the attitude and orbital motion. The gravity gradient relative equilibria conditions are derived, whose stability is analyzed through linearization.

Inclus

7 vidéos3 devoirs

The equations of motion of a rigid body are developed with general momentum exchange devices included. The development begins with looking at variable speed control moment gyros (VSCMG), which are then specialized to classical single-gimbal control moment devices (CMGs) and reaction wheels (RW).

Inclus

7 vidéos4 devoirs1 évaluation par les pairs

Instructeur

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Hanspeter Schaub
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’Pouvoir suivre des cours à mon rythme à été une expérience extraordinaire. Je peux apprendre chaque fois que mon emploi du temps me le permet et en fonction de mon humeur.’
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Larry W.
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’Lorsque j'ai besoin de cours sur des sujets que mon université ne propose pas, Coursera est l'un des meilleurs endroits où se rendre.’
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’Apprendre, ce n'est pas seulement s'améliorer dans son travail : c'est bien plus que cela. Coursera me permet d'apprendre sans limites.’

Avis des étudiants

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NB
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Révisé le 25 févr. 2019

JP
5

Révisé le 22 sept. 2020

MK
5

Révisé le 28 août 2020

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