BME VIK - Űrtechnológia

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Csurgai-Horváth László,

A tantárgy tanszéki weboldala https://hvt.bme.hu/oktatas/tantargyak/

4. A tantárgy előadója

Dr. Csurgai-Horváth László, egyetemi docens, HVT

Dr. Szabó József, tud. munkatárs, HVT

Dr. Bánfalvi Antal, tud. munkatárs, HVT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronika 1 VIHIAB02, Elektronika 2 VIAUAC05, Méréstechnika VIMIA206

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
Elektronika, Méréstechnika

7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy áttekintést nyújt a hallgatók számára azokról a mérnöki ismeretekről, amelyek a világűrben alkalmazásra kerülő elektronikus eszközök tervezéséhez, konstrukciójához, teszteléséhez és üzemeltetéséhez kapcsolódnak. Az itt tanultak mindamellett jól hasznosíthatók a nagy megbízhatóságú, szélsőséges körülmények között üzemelő földi berendezések tervezése során is. Bemutatjuk a nagyobb űrberendezések, mint a mesterséges holdak, űrszondák rendszerszintű megvalósításának koncepcióit és módszereit, majd a kisebb részegységek kérdéseivel foglalkozunk. A műholdas kommunikáció elméleti és gyakorlati megvalósítása, a nagy megbízhatóságú elektronikák tervezési és alkatrész választási problémái, az interplanetáris tér és a radioaktív sugárzás hatásai, az űrkörnyezetbeli konstrukciós követelmények és számos, az űrtechnológiával kapcsolatos analóg és digitális áramkör tervezési probléma kerül ismertetésre. Az előadásokon hallottakat a gyakorlati órák mélyítik el egyrészt komplex feladatok áttekintésével, másrészt egy-egy kisebb részegység tervezésén, megépítésén és dokumentálási folyamatán keresztül is. A hallgatók megismerhetnek számos, a korábbi űrkutatási tevékenység során kifejlesztett berendezést, továbbá a fejlesztés során használt műszereket, speciális tesztelő-berendezéseket a gyakorlati használat során is láthatják.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. hét

Magyarországi űrkutatási műhelyek múltja és jelene; történeti áttekintés és napjaink kutatóhelyei.

Mesterséges holdak és űrszondák fontosabb alapegységei és payloadok.

2. hét

Űreszközök pályái, kommunikációs problémák, telemetria rendszerek. Pályaszámításhoz szükséges adatok, TLE és OEM formátumok. Pályaszámító programok.

3. hét

Alkatrészek kiválasztásának elvei űreszközök esetében. Az ESA által közreadott, támogatott alkatrészek dokumentuma.

4. hét

Műholdas kommunikáció, hullámterjedés. Antennák, atmoszférikus jelenségek. Szabadtéri csillapítás, különféle csapadéktípusok okozta jelenségek, légköri gázok és felhőzet hatásai. ITU modellek.

5. hét

A földi vevőállomás felépítése, feladatai. Adatátvitel a földi állomásra, link budget számítás. A kiszajú előerősítő jelentősége, zajtényező, jósági viszony, zajhőmérséklet fogalmai.

6. hét

Digitális áramkörök űrbeli alkalmazása. A fedélzeti számítógép feladatai űreszközökön. Központi mérés- adatgyűjtő rendszerek. Mikroprocesszorok, mikrokontrollerek, memóriatípusok. Logikai és programozható logikai áramkörök.

7. hét

A fedélzeti energiaellátás kérdései; energia egyensúly, architektúrák. Az energia előállítása, konverziója és szétosztása. Az energiabusz védelme.

8. hét

Űreszközök energiaforrásai. Műholdfedélzeti energiatárolás és generálás. Telepek, akkumulátorok. Akkumulátortöltés/kisütés. MPPT szabályzás.

9. hét

Tartalékolás és megbízhatósági kérdések; minőségbiztosítás. Hideg és melegtartalékolás. Elektronikus alkatrészek űrminősítésű tervezéshez. Egy pont meghibásodásra való tervezés.

10. hét

Konstrukciós megfontolások, termikus és mechanikus igénybevétel, tesztelés. Anyagválasztás és mechanikai szerkezetek űreszközökben.

11. hét

Nap Föld fizikai kapcsolatok: a lökéshullám fizikája. Az űridőjárás és a modern civilizáció. Az űridőjárás hatásai. Földi kéregáramok.

12. hét

Az űr-projektek szervezésének folyamata az ESA “műhelyekben”. Az ESA oktatási programjai. Hallgatói részvételi lehetőségek nemzetközi űr-programokban.

13. hét

Űr-méréstechnika: felszíni és műholdakon végzett mérések. Természetes és mesterséges forrásokkal végzett kísérletek földi és műholdas környezetben.

14. hét

Ázsiai űrkutatási koncepciók (India, Kína, Korea). (Az előadás félévközi oktatási szünet esetén elmaradhat.)

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Heti 2 óra előadás és 2 óra gyakorlat.

10. Követelmények

a.) A szorgalmi időszakban: Az aláírás megszerzésének és a vizsgára bocsátásnak a feltételei: Egy nagy zárthelyi legalább elégségesre történő megírása.

b.) A vizsgaidőszakban: Írásbeli vizsga szóbeli javítási lehetőséggel.

11. Pótlási lehetőségek Egy sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót) zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek Az oktatóval történő egyéni megbeszélés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

[1] Almár, Both, Horváth: Űrtan – SH Atlasz, Springer 1996. ISBN: 963 8455 632

[2] Ferencz Csaba: Űrtan - Az űrkutatás és gyakorlati alkalmazásai, ELTE Eötvös kiadó 2009. ISBN: 9789 6328 4022 2

[3] P.R.K. Chetty: Satellite Technology and its Applications, McGraw-Hill 1991. ISBN: 0830696881

[4] W. Ley, K. Wittmann, W. Hallmann: Handbook of Space Technology, Wiley, 2009.

[5] ESA Space Standards: www.ecss.nl

[6] Az Űrtechnológia tantárgy írásos segédanyagai

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	27
Felkészülés zárthelyire	15
Házi feladat elkészítése	0
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	0
Vizsgafelkészülés	52
Összesen	150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Dr. Csurgai-Horváth László, egyetemi docens, HVT

Dr. Szabó József, tud. munkatárs, HVT

Dr. Bánfalvi Antal, tud. munkatárs, HVT

IMSc tematika és módszer Az IMSc képzés részére önálló előadáskurzust nem indítunk, de az érdeklődő hallgatók számára további konzultációs lehetőséget biztosítunk.

IMSc pontozás A tantárgy elvégzése során összesen 25 IMSc pont megszerzésére van lehetőség a zárthelyin, illetve az írásbeli vizsgán kiadott IMSc feladat megoldásával, illetve extra házi feladat elkészítésével.