Programa de: Código: Plan: Carga horaria: 72 Cuatrimestre: Noveno Carácter: Selectiva Grupo: Tecnologías Aplicadas

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1 Hoja 1 de 5 Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales República Argentina Programa de: Código: SISTEMAS ESPACIALES Carrera: Ingeniería Aeronáutica Escuela : Ingeniería Mecánica Aeronáutica Departamento: Aeronáutica Plan: Carga horaria: 72 Cuatrimestre: Noveno Carácter: Selectiva Grupo: Tecnologías Aplicadas Puntos: 3 Has. Semanales: 4.5 Año: Quinto Objetivos: Dar al alumno de los últimos años una visión sistémica de los problemas involucrados en el desarrollo de un proyecto espacial Mostrar claramente la relación entre los distintos sistemas constitutivos de una espacionave, indicando el modo de encarar el diseño de los distintos subsistemas. Formar al alumno de manera de facilitar su incorporación a grupos de trabajo dedicados a la IyD y a las aplicaciones industriales en áreas de la especialidad Programa Sintético: Cap. I : Introducción. Cap. II : Tipos de Misiones Espaciales. Cap. III : Conceptos Fundamentales de Astrodinámica. Cap. IV : El Ambiente Espacial. Cap. V : Propulsión. Cap. VI : Configuración y Diseño Estructural. Cap. VII : Sistemas: Determinación y Control de Actitud. Cap. VIII : Sistemas: Control Térmico. Cap. IX : Sistemas: Generación y Acondicionamiento de Potencia. Cap. X : Sistemas: Comunicaciones Cap. XI : Sistemas: Estación de Control Programa Analítico: de foja: 2 a foja 4 Programa Combinado de Examen (si corresponde): N/C Bibliografía : de foja: 4 a foja 4 Correlativas Obligatorias: Teoría del Control, Tecnología Mecánica II Correlativas Aconsejadas: Cálculo Estructural II, Dinámica de los Gases I, Mecánica del Vuelo I Rige: 2008 en adelante Aprobado H.C.D., Resolución: Fecha: Modificado / Anulado/ Sust. HCD Res.: Fecha: El secretario Académico de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (UNC) certifica que el programa está aprobado por la resolución y fecha que antecede. Fecha: / /. Firma: Carece de validez sin la certificación de la Secretaría Académica

2 Sistemas Espaciales Ing. Aeronáutica - Plan Hoja 2 de 2 LINEAMIENTOS GENERALES PROGRAMA ANALITICO Es indiscutido el grado de penetración que las tecnologías espaciales tienen en la sociedad actual; baste recordar la utilización diaria de satélites en las comunicaciones, meteorología, observación de la Tierra y su atmósfera y en las Ciencias del Universo y de la Tierra en general. También resulta indudable que las tecnologías involucradas en la realización de cualquier proyecto espacial se encuentran dentro del grupo de Tecnologías de Punta, impulsando a otras ramas de la industria hacia estándares tecnológicos más elevados. La Universidad, como usina generadora de conocimientos, no debe estar ausente en esta rama de la Ingeniería, que, aún siendo moderna dentro de las Ingenierías Mecánicas, tiene ya más de medio siglo de vida. Así lo han entendido prácticamente la totalidad de las Universidades de los países desarrollados (o con vocación de tales), incluyendo en las currículas de Ingeniería Aeronáutica la enseñanza de las Tecnologías Espaciales, llegando también algunas a integrar ambas disciplinas (hermanas, por otra parte) en la carrera de Ingeniería Aeroespacial. La asignatura Sistemas Espaciales buscará dar al alumno del último año de la carrera de Ingeniería Aeronáutica una visión sistémica de los problemas involucrados en el desarrollo de un proyecto espacial. El especial énfasis puesto en este carácter sistémico implica que se hará hincapié en los sistemas comunes a estos desarrollos y en mostrar claramente su relación mutua, más que en profundizar los aspectos de cálculo específico de cada uno, lo que es patrimonio de otras materias de la currícula actual. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA Las clases se dictan una vez por semana y cada una de ellas comprenderá tres módulos de 1.5 h cada uno. El sistema de enseñanza es de carácter teórico-práctico, con preeminencia del método deductivo al tratar la faz teórica de los temas listados en el programa analítico. En la medida de lo posible, siempre se tratará de lograr que las clases por su contenido y modalidad de dictado, estimulen la participación activa de los alumnos. Con el fin de desarrollar la habilidad para modelar y solucionar problemas, los alumnos dispondrán de un conjunto de ellos, que serán resueltos en clase bajo la tutela del profesor. Sistema de Evaluación El sistema de evaluación y promoción de esta asignatura consta de dos (2) Evaluaciones Parciales obligatorias durante el transcurso del curso y un (1) Trabajo Integrador a realizar durante el curso. El procedimiento a emplear se describe a continuación: 1. Evaluaciones parciales, de carácter Teórico-Práctico. En la parte práctica se calificará la capacidad de resolución de problemas de aplicación, mientras que en la teórica se calificará el grado de comprensión y exposición de los conceptos. La aprobación de la evaluación implica que ambas calificaciones fueron suficientes. A criterio del profesor, los alumnos podrán hacer uso de cualquier bibliografía autorizada por la cátedra 2. Evaluación de Recuperación: Será obligatoria en caso de obtenerse una calificación insuficiente en cualquiera de las evaluaciones parciales y optativa si el cursante desea mejorar su calificación en alguna de ella. No se podrá rendir si el alumno ha sido reprobado en ambas evaluaciones parciales 3. Si luego de la recuperación la calificación de insuficiente persiste, no le será permitido al alumno la regularización de la asignatura. En este caso queda en condición de Libre. 4. El Trabajo Integrador será realizado preferentemente en forma grupal y consistirá en la aplicación en un problema de diseño fijado por la Cátedra de distintos temas desarrollados durante el año. Este será periódicamente supervisado por la Cátedra y deberá ser entregado a la misma en forma de informe (en papel y soporte informático), y ser defendido oralmente por los autores en las fechas de examen o en fecha a determinar entre el grupo de alumnos y la Cátedra, no debiendo superar el turno de exámenes siguiente a la finalización del Curso. 5. Si la calificación promedio de todas las evaluaciones parciales, incluyendo la recuperación, es igual o superior a siete (7) y el Trabajo Integrador es aprobado en su defensa el alumno queda en condición de Aprobado. Su nota será el promedio entre las notas de las evaluaciones parciales y la obtenida en la defensa del Trabajo Integrador. 6. Si la calificación promedio de todas las evaluaciones parciales, incluyendo la recuperación, es igual o superior a cuatro (4) e inferior a siete (7) el alumno quedará en condición de Regular. Para la aprobación de la materia el alumno deberá rendir un coloquio teórico-práctico en forma previa a la defensa del Trabajo Integrador. Aprobados éstos el alumno queda en condición de Aprobado. Su nota será el promedio entre las notas de las evaluaciones parciales, la del coloquio y la obtenida en la defensa del Trabajo Integrador. 7. Se establecen como requisitos de regularidad la asistencia al 80% de las clases teórico-prácticas y la aprobación de las evaluaciones parciales obligatorias. 8. Quienes no aprueben ambos parciales (con su recuperatorio, de ser necesario)serán considerados alumnos libres para todos los exámenes posteriores. Los aplazos obtenidos en estos exámenes serán registrados por la Cátedra y en el legajo del alumno.

3 Sistemas Espaciales Ing. Aeronáutica - Plan Hoja 3 de 3 CONTENIDOS TEMÁTICOS Por capítulo Cap. I. Introducción Historia del Vuelo Espacial El Punto de Vista del Ingeniero de Sistema Requerimientos y Compromisos Cap. II. Tipos de Misiones Espaciales Misiones Típicas: Observación, Comunicaciones, Científicas, Exploratorias Las órbitas terrestres: LEO, GTO, GEO, Molnya Las Misiones Interplanetarias Cap. III. Conceptos Fundamentales de Astrodinámica Fundamentos de Mecánica Orbital Maniobras Orbitales Básicas: Transferencia orbital, Cambio de Plano, Rendez-vous Perturbaciones a la órbita Trayectorias Interplanetarias Cap. IV. El Ambiente Espacial Distintos Ambientes: Prelanzamiento, Vuelo Propulsado, Vuelo Espacial Solicitaciones Ambientales: Térmicas, Dinámicas, Electromagnéticas Efectos del Ambiente Espacial en los Materiales Cap. V. Propulsión Fundamentos de la Propulsión por Cohete. La Ecuación de Propulsión. Etapas Funciones: Sondas - Lanzadores - Etapas Superiores - Control de Órbita Soluciones de Diseño de Cohetes Principios Alternativos de Propulsión: SSTO - TSTO - Propulsión Eléctrica - Conceptos Avanzados Cap. VI. Configuración y Diseño Estructural Filosofía de Diseño Materiales de Uso Espacial Solicitaciones Estructurales Diseño Detallado: Modelado, Simulación Teórica, Ensayos de Desarrollo Grandes Estructuras Cap. VII. Sistemas: Determinación y Control de Actitud Conceptos Básicos. Revisión de Dinámica del Cuerpo Rígido Adquisición y Determinación de la Actitud. Referencias. Sensores Modos de Control. La Respuesta Dinámica Actuadores Cap. VIII. Sistemas: Control Térmico Ambiente Térmico. Radiación y Conducción Balance Térmico Diseño Térmico. Sistemas Pasivos y Activos Ensayos Térmicos. Simulación del Ambiente Espacial Cap. IX. Sistemas: Generación y Acondicionamiento de Potencia Perfiles Típicos de Consumo y Obtención de Energía. Elementos del Sistema de Potencia Generación de Potencia Eléctrica. Paneles Solares. Generación Química. Energia Nuclear Almacenamiento de Energía: Baterías Acondicionamiento y Entrega de Energía Cap. X. Sistemas: Comunicaciones Comunicación con la estación de Control. Enlace Ascendente y Descendente. Bandas de Frecuencia Utilizadas. Ancho de Banda y Velocidad de Transferencia de Datos Elementos del Sistema de Comunicación Cap. XI. Sistemas: Estación de Control Sistema de Seguimiento y Adquisición de órbita Antenas Control, Comando y Procesamiento de Datos

4 Sistemas Espaciales Ing. Aeronáutica - Plan Hoja 4 de 4 Tópicos Accesorios: Fabricación, Integración y Ensayos Telemetría y Computadora de a Bordo Sistemas de Calidad ACTIVIDADES PRACTICAS Temas Típicos del Trabajo Integrador: 1 Misiones Espaciales 2 Astrodinámica 3 Ambiente Espacial 4 - Propulsión 5 Análisis de Configuración 6 Determinación y Control de Actitud 7 Control Térmico 8 Sistemas de Potencia 9 Sistema de comunicaciones y Estación de Control Bibliografía A - Bibliografía básica Griffin,M.; French, J. Space Vehicle Design AIAA Education Series Brown, C. Elements of Spacecraft Design AIAA Education Series Brown, C. Spacecraft Mission Design AIAA Education Series Gilmore, D. Satellite Thermal Control Handbook - AIAA Education Series B - Bibliografía complementaria Zipfel, P. Modelling and Simulation of Aerospace Vehicle Dynamics AIAA Education Series Harris, C.- Shock and Vibration Handbook McGraw Hill Normas ECSS Koelle Astronautical Handbook

5 Sistemas Espaciales Ing. Aeronáutica - Plan Hoja 5 de 5 DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA HORARIA ACTIVIDAD TEÓRICA 36 FORMACIÓN PRÁCTICA: FORMACIÓN EXPERIMENTAL -- RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 18 ACTIVIDADES DE PROYECTO Y DISEÑO 18 PPS -- TOTAL DE LA CARGA HORARIA 72 DEDICADAS POR EL ALUMNO FUERA DE CLASE HORAS ACTIVIDAD HORAS PREPARACIÓN TEÓRICA 24 PREPARACIÓN PRÁCTICA EXPERIMENTAL DE LABORATORIO -- EXPERIMENTAL DE CAMPO -- RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS 16 PROYECTO Y DISEÑO 32 TOTAL DE LA CARGA HORARIA 72