Разработка цифровых двойников малых космических аппаратов

Магистратура 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Компьютерные системы и сети)

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Когда читается: 2-й курс, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Абрамешин Дмитрий Андреевич

Язык: русский

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Дисциплина "Разработка цифровых двойников малых космических аппаратов" направлен на подготовку магистров по направлению 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» в Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики». В рамках курса студенты изучат современные подходы к проектированию, разработке систем для малых космических аппаратов (МКА) с использованием технологий цифровых двойников.Основное внимание уделяется практическому изучению языков программирования, таких как C/C++, необходимых для создания программных продуктов для МКА, а также алгоритмов ориентации и стабилизации аппаратов, способов передачи информации и работы с системами и компонентами МКА. Студенты получат навыки работы с различными системами малых космических аппаратов, включая системы связи, датчики солнечных батарей, магнитометры и другие.Курс также охватывает теорию и практику создания и использования цифровых двойников, которые являются виртуальными моделями реальных космических аппаратов. Эти модели используются для симуляции работы, анализа и оптимизации различных параметров МКА, прогнозирования возможных проблем и их устранения до запуска в космос. Применение цифровых двойников позволяет ускорить процесс разработки, снизить риски ошибок, а также повысить эффективность малых космических аппаратов.

Цель освоения дисциплины

Современные малые космические аппараты (МКА) представляют собой сложные многофункциональные технические устройства. Помимо малых размеров и веса, к их отличительным чертам можно отнести применение новых технологических подходов в конструировании, проектировании и эксплуатации аппаратов. Также для них характерно широкое применение современной электронной базы с учетом стоящих перед МКА конкретных практических задач широкого спектра. К этим задачам относятся дистанционное зондирование поверхности и атмосферы Земли; радиолокационные исследования, оптический контроль и мониторинг состояния космического пространства; исследование тросовых систем и многие другие. При этом, специалистам, обеспечивающим функционирование МКА и систем КА, необходимо обладать высокой квалификацией для обеспечения рабочей конфигурации МКА и систем КА на орбите, надежного бортового программного компонента, удаленного роботизированного обслуживания и управления МКА, бесперебойного функционирования всех его систем и встроенных устройств. Учитывая сказанное, программа курса «Разработка цифровых двойников малых космических аппаратов» носит комплексный характер, ориентированный на практическое изучение языков программирования, используемых при создании программных продуктов для МКА, в том числе языка программирования C,С++, алгоритмов ориентации и стабилизации МКА, способов передачи информации, получаемой в процессе работы МКА, а также на изучение систем и компонентов МКА - систем связи, магнитометра, датчиков, солнечной батареи и иных систем жизнеобеспечения МКА. Также программа курса позвонит познакомиться с цифровыми двойниками малых космических аппаратов. Цифровой двойник малого космического аппарата — это виртуальная модель, которая представляет собой точную копию реального космического аппарата. Она используется для симуляции его работы, анализа и оптимизации различных параметров, а также для прогнозирования возможных проблем и их устранения до запуска в космос.

Планируемые результаты обучения

Освоение датчиков и систем в конструкторе спутника "Орбикрафт 3д" Освоение работы с программным продуктов Houston App
● Ознакомление с системами малых космических аппаратов
● Изучение моделей малых космических аппаратов
● Изучение конструктора спутника «Орбикрафт 3Д»
● Получение навыков работы с ПО Houston
● Получение навыков про системы малых космических аппаратов
● Получение навыков работы с ПО Houston App
● Получение навыков работы с ПО Houston Telnet
● Получение навыков работы с ПО Orbitron
● Расчёт пролёта малых космических аппаратов над точкой
● Знакомство с параметрами TLE
● Передача команды в формате сообщений Unican по радиоканалу или другому каналу в кабельную CAN-сеть спутника