微重力科学实验及载荷设计  082500M01006H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:段俐,王双峰,康琦,潘明祥
授课时间: 星期一,第1、2、3 节
授课地点: 教一楼313
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
授课时间: 星期五,第1、2、3 节
授课地点: 教一楼114
授课周次: 9
授课时间: 星期五,第1、2、3 节
授课地点: 教一楼306
授课周次: 14
授课时间: 星期日,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼315
授课周次: 5
课程编号: 082500M01006H 课时: 52 学分: 3.00
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:段俐,王双峰,康琦,潘明祥 助教:王佳
英文名称: Microgravity Scientific Experiments and Payload Design 召集人:

教学目的、要求

本课程为天文与空间科学学院博士和硕士研究生相关学科的专业必修课程,为空间科学与宇航技术相关专业本科生的选修课程,也可以作为其它学院博士生和硕士生的选修课程。本课程从微重力科学的基本概念、空间微重力科学实验和空间工程技术实施出发,详细介绍微重力科学的主要科学研究进展、大型微重力环境模拟基础设施、有效载荷设计与研制要求,微重力流体物理科学实验及空间实验载荷设计,燃烧科学与微重力燃烧基础、微重力燃烧科学实验,空间材料科学实验原理、设计及方法、空间材料科学实验测量技术及空间实验等。概括微重力科学实验的前沿进展和发展方向,引领学生从认识微重力科学实验及方法,拓展学生对实验科学及相关新的空间科学实验的认知,培养学生的实验科学能力,提高学生严谨的科学实验素养。为今后科研任务中开展地基科学实验和微重力设施的利用,以及卫星、飞船、空间站等轨道飞行器上的空间科学实验研究工作打下基础。

预修课程

大学物理(含普通物理实验)、电路与电子学、计算机应用、机械设计、力学实验原理与技术

教 材

自编讲义课件。

主要内容

本课程的授课内容共分为以下八个章节。
第一章 重力和微重力基本概念及微重力基础设施(7学时)
教学重点:认识重力和微重力,了解空间微重力科学实验平台(卫星、飞船、空间站)及无拖曳技术、微重力探空火箭、抛物线飞机、落塔以及气球等大型微重力实验设施的基本理论、特点及优势、技术方案等。
教学难点:相关概念的建立及关键技术。
第二章 空间任务的管理系统及有效载荷设计与验证要求(5学时)
教学重点:介绍空间活动中的系统划分和管理,有效载荷设计要求、测试与验证要求、六性、匹配实验要求、微重力空间实验工程研制及数据等级等。
教学难点:工程实施要求、信息传递。
第三章 微重力流体物理和实验测量方法 (4学时)
教学重点:介绍流体的基本概念、微重力流体物理中的典型问题、流体实验测量方法及其空间应用等。
教学难点:微重力流体物理中的典型问题。
第四章 微重力流体物理地面研究及空间实验(8学时)
教学重点:针对典型问题,介绍相应的地面科学实验、空间科学实验、载荷设计与实现、及未来的空间实验项目建设。
教学难点:空间科学实验及载荷设计与实现。
第五章 燃烧科学与微重力燃烧基础(4学时)
教学重点:燃烧科学及其基本概念、微重力燃烧研究的内涵、意义和发展历程。
教学难点:燃烧科学的基本概念
第六章 微重力燃烧科学实验(8学时)
教学重点:空间燃烧实验有效载荷的一般原理和设计要求、空间实验测量技术、有效载荷研制、空间实验设计实例、以及微重力燃烧实验的代表结果和发展方向等。
教学难点:空间燃烧实验的特点和对载荷的要求。
第七章 空间材料科学实验原理、设计及方法(5学时)
教学重点:空间材料科学实验设计。
教学难点:实验过程控制设计及实现方法。
第八章 空间材料科学实验测量技术及空间实验(7学时)
教学重点:空间实验及其相关重要的热、光、声、电、磁、射线和真空等重要测量技术,多种材料制备和无容器材料加工装置设计,以及已完成的空间实验介绍等。

教学难点:原位实验过程信号、图像和热物性测量方法。
教学实习(4学时)
宇航员训练中心参观。

参考文献

暂无