Satellitteknik och satellitdesign, 7,5 hp

Innehåll

Kursen består av en teorimodul om 1,5 hp och en projektmodul om 6 hp. Kursens teorimodul inleds med en genomgång av grunder inom orbital mekanik: tvåkropparsproblem, relativ rörelse, energins och rörelsemängdens bevarande samt Keplers lagar. Därefter följer en introduktion till orbital mekanik för artificiella satelliter, t.ex. solsynkrona satelliter, geostationära satelliter och Molnijabanor. Omloppsbanor för rymdfarkoster behandlas med hjälp av begrepp som övergångsbanor, gravitationsslungor och aerobromsning. Verkliga exempel visas och diskuteras. Centrala begrepp för attityden hos rymdfarkoster (dvs orienteringen i förhållande till ett horisontalplan) som rotation, referensramar, tröghetsramar, vertikal och horisontell stigningsvinkel samt transformationsstrategi förklaras. Därefter följer en genomgång av rymdfarkostsystem och subsystem med avseende på mekanik och struktur, elektronik och strömförsörjning, telekommunikation, termisk kontroll, framdrivning, datahantering, attitydkontroll, sensorer samt vetenskaplig nyttolast. Olika bärraketer och landningsstrategier behandlas. Teorimodulen avslutas med en genomgång av olika miljöer som en rymdfarkost kan möta under sin resa mot sitt mål samt miljön vid målet.

Parallellt med kursens teorimodul genomförs kursens projektmodul. Projektmodulen syftar till att utveckla färdigheter inom elektronik, programmering och strukturell design som krävs för att designa och bygga en minisatellit (en s.k. CanSat). Projektmodulen börjar med en introduktion till logiska kretsar och digitala system och fortsätter med en fördjupad förklaring av datorarkitektur, automatiserade och halvautomatiska styrsystem och hårdvaruprogrammering. Programmering i C++ och/eller Python tas upp. Ett CanSat-projekts olika delar introduceras och projektets arbetsgrupper definieras. Studenterna delas sedan in i grupper där varje grupp förväntas designa och bygga en CanSat och en markstation som ska testas och klara intensiva granskningar inklusive en preliminär designgranskning (PDR) och en kritisk designgranskning (CDR). Under uppskjutningskampanjen kommer CanSats och markstationer att testas under verkliga förhållanden.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• detaljerat förklara egenskaper hos olika rymdfarkosters omloppsbanor
• systematiskt förklara principer för rymdfarkosters orbitala mekanik och attityd
• ingående diskutera principer för rymdfarkosters attityd och kontrollsystem
• beskriva olika rymdfarkostsystem och subsystem samt deras roll och samband
• systematiskt förklara hur olika system i en rymdfarkost fungerar
• sammanställa och kontrastera olika typer av metoder för att styra en rymdfarkost
• beskriva principer för programmering av system ombord
• ge en djupgående förklaring av olika delar av en CanSat och funktioner hos dessa
• visa på ingående förståelse för datakommunikation och datahantering
• grundligt sammanfatta hur ett rymduppdrag är designat och byggt.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• visa god laboratoriefärdighet och god förmåga att planera och utvärdera experiment
• systematiskt analysera rymdfarkostsystemens funktion
• leda ett projekt både självständigt och i grupp
• visa förmåga att effektivt integrera flera källor i skriftliga och muntliga presentationer
• designa, tillverka och bygga ett ingenjörsprojekt genom samarbete
• samarbeta med andra personer.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• visa förmåga att bedöma risker vid arbete med olika delar av ett CanSat-projekt
• reflektera över och utvärdera den egna insatsen vid det praktiska arbetet
• visa insikt i vikten av en projektorganisation och multidisciplinär kompetens vid industriellt forsknings- och utvecklingsarbete.

Behörighetskrav

Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Termodynamik, 6 hp, Fysikalisk mätteknik, 7,5 hp, samt Teknisk beräkningsvetenskap I, 4,5 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning inom kursens projektmodul. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimodul sker individuellt genom bedömning av 2-3 skriftliga inlämningsuppgifter. Uppgifterna prövar studentens förmåga att genomföra beräkningar och beskrivningar kopplade till kursens innehåll. Vid bedömning inom teorimodulen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Examinationen på kursens projektmodul sker i grupp (med granskning på individnivå) genom bedömning av skriftliga rapporter, muntliga redovisningar samt prestationer vid utvecklingen av CanSat och vid uppskjutningskampanjen. Vid bedömning inom projektmodulen, utgående från en fastställd bedömningsmall, sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Betyget utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar, med vikt i proportion till omfattningen på kursens moduler, och sätts först när alla moduler är godkända. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.

Avsteg från kursplanens examinationsform kan göras för en student som har beslut om pedagogiskt stöd på grund av funktionsvariation. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Efter begäran av studenten ska kursansvarig lärare, i samråd med examinator, skyndsamt besluta om anpassad examinationsform. Beslutet ska sedan meddelas studenten.

En student som utan godkänt resultat har genomgått ordinarie prov samt ett omprov för en kurs eller en del av en kurs, har vid nästa omprovstillfälle rätt att få en annan examinator eller rättande lärare utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det. Ett sådant skäl kan till exempel vara att det inte finns någon annan lämplig examinator. Student ska vända sig till studierektor eller motsvarande på kursansvarig institution med en sådan begäran. För mer information, se Regel för betyg och examination, dnr: FS 1.1-574-22.

Tillgodoräknande
Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.