Karta przedmiotu

Podstawy astrodynamiki

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2025/2026

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów:

Lotnictwo i kosmonautyka

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

drugiego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

Awionika, Pilotaż, Samoloty, Silniki lotnicze, Śmigłowce, Zarządzanie ruchem lotniczym

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

magister inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej

Kod zajęć:

5886

Status zajęć:

obowiązkowy dla specjalności Samoloty

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 2 / W15 P15 / 2 ECTS / E

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr hab. inż. prof. PRz Andrzej Majka

semestr 2:

mgr inż. Natalia Marszałek

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Przekazanie podstaw wiedzy z zakresu mechaniki orbitalnej oraz zapoznanie z metodami obliczeniowymi, pozwalającymi na rozwiązaywanie podstawowych zadań dotyczących mechaniki orbitalnej.

Ogólne informacje o zajęciach:
W ramach modułu realizowany jest wykład prezentujący zagadnienia teoretyczne oraz zajęcia projektowe umożliwiające praktyczne doskonalenie umiejętności oraz powiązanie zagadnień teoretycznych z zagadnieniami praktycznymi.

Materiały dydaktyczne:
Opracowania autorskie prowadzącego moduł

Inne:
Prezentacje do wybranych wykładów

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Curtis H. D.	Orbital Mechanics for Engineering Students	Elsevier.	2005
2	Rybka E.	Astronomia ogólna	PWN.	1975
3	Diston D. J.	Computational Modelling and Simulation of Aircraft and the Environment, Volume 1: Platform Kinematics and Synthetic Environment	Wiley.	2009
4	Schaub H., Junkins J.L.	Analytical Mechanics of Aerospace Systems	AIAA Education Series.	2002

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	Curtis H. D.	Orbital Mechanics for Engineering Students	Elsevier.	2005
2	Diston D. J.	Computational Modelling and Simulation of Aircraft and the Environment, Volume 1: Platform Kinematics and Synthetic Environment	Wiley.	2009
3	Schaub H., Junkins J.L.	Analytical Mechanics of Aerospace Systems	AIAA Education Series.	2002

Literatura do samodzielnego studiowania
1	Curtis H. D.	Orbital Mechanics for Engineering Students	Elsevier.	2005
2	Rybka E.	Astronomia ogólna	PWN.	1975

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Student wpisany na semestr 2

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Student posiada wiedzę z zakresu: budowy i projektowania obiektów latających, aerodynamiki i mechaniki lotu (kurs inżynierski), matematyki i mechaniki ogólnej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Posiada uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu przedmiotu oraz rozumie i potrafi wykorzystywać tą wiedzę do rozwiązywania zadań z zakresu mechaniki orbitalnej.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność współpracy w grupie. Rozumienie ciągłej potrzeby zdobywania wiedzy i doskonalenia się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia
MEK01	Posiada szczegółową i podbudowaną teoretycznie wiedzę obejmującą wybrane zagadnienia historii techniki kosmicznej, mechaniki ciał niebieskich, mechaniki orbitalnej, kosmicznych napędów rakietowych, dynamiki rakiet.	wykład, projekt indywidualny	zaliczenie cz. ustna, sprawozdanie z projektu
MEK02	Zna podstawowe techniki obliczeniowe mechaniki orbitalnej oraz mechaniki lotu rakiety i umie je stosować do wyznaczenia trajektorii orbitalnych, parametrów orbity oraz trajektorii lotu rakiety.	wykład, projekt indywidualny	sprawozdanie z projektu
MEK03	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł (także w języku obcym), integrować je, dokonywać ich interpretacji oraz wyciągać wnioski, formułować i uzasadniać opinie.	wykład, projekt indywidualny	zaliczenie cz. ustna, sprawozdanie z projektu
MEK04	Potrafi porozumiewać się przy użyciu specjalistycznego języka technicznego stosując nazwy i określenia właściwe dla mechaniki orbitalnej, mechaniki nieba oraz dynamiki rakiet. Potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i omówienia wyników realizacji tego zadania a także wyników i wniosków.	projekt indywidualny	prezentacja projektu
MEK05	Rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu – m.in. poprzez środki masowego przekazu – informacji o osiągnięciach techniki i innych aspektach działalności inżyniera i potrafi przekazać takie informacje w sposób powszechnie zrozumiały z uwzględnieniem różnych punktów widzenia	warsztaty	prezentacja projektu
MEK06	Realizując projekty w zespole zdobywa umiejętność odpowiedzialności za pracę własną, potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole, potrafi określić priorytety służące realizacji postawionego zadania w grupie	projekt zespołowy	obserwacja wykonawstwa

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
2	TK01	Historia rozwoju techniki kosmicznej.	W01	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK02	Układ słoneczny, podstawy mechaniki ciał niebieskich, terminologia. Pomiar czasu. Nocne niebo.	W02	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK03	Mechanika orbitalna: prawa Keplera, orbity.	W03	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK04	Mechanika orbitalna: manewry orbitalne.	W04	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK05	Loty międzyplanetarne: planowanie misji, międzyplanetarny manewr transferowy Hohmanna, trajektorie planetarne, lot w kierunku Marsa, lot w kierunku Wenus.	W05	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK06	Podstawy napędu rakietowego: historia rozwoju napędów rakietowych, efektywność napędu rakietowego, napęd chemiczny, napędy elektryczne, napędy jądrowe i termojądrowe, inne napędy.	W06	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK07	Ruch rakiety: opis przestrzennego ruchu rakiety, równania ruchu rakiety o zmiennej masie.	W07	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK08	Start rakiety z obracającej się planety, typowe trajektorie rakiet. Rakiety jedno- i wielostopniowe.	W08	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK09	Wprowadzenie do dynamiki obiektów kosmicznych z wykorzystaniem oprogramowania MatLab i systemu AGI	P01	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK10	Masa, siła i prawo powszechnego ciążenia. Obliczenia na wektorach.	P02	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK11	Lot balistyczny w przestrzeni kosmicznej. Obliczenia numeryczne.	P03	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK12	Układy odniesienia. Wyznaczanie macierzy przejścia.	P04	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK13	Ruch względny i zagadnienia z nim związane.	P05	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK14	Problem dwóch ciał. Orbity kołowe, eliptyczne i paraboliczne. Prawa Keplera.	P06	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK15	Problem n-ciał. Numeryczne obliczanie całek. Model układu słonecznego.	P07	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
2	TK16	Punkty Lagrange’a. Wyznaczanie LP dla układu Jowisz-Słońce.	P08	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 2)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)
Egzamin (sem. 2)	Przygotowanie do egzaminu: 4.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Na podstawie pisemnego egzaminu obejmującego materiał teoretyczny omawiany w trakcie wykładów.
Projekt/Seminarium	Na podstawie pisemnych sprawozdań z poszczególnych ćwiczeń projektowych oraz prezentacji sprawozdania końcowego.
Ocena końcowa	Ocena łączna uwzględniająca oceny z wykładów i zajęć projektowych w proporcji: 0.5: 0.5

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	B. Cieniek; A. Majka; P. Skała; I. Stefaniuk; Z. Szczerba; W. Żyłka	Impact of Degraded Aviation Paints on the Aerodynamic Performance of Aircraft Skin	2025
2	A. Majka; J. Muszyńska-Pałys	Analysis of the performance of an aircraft powered by hybrid propulsion	2023
3	D. Lichoń; T. Lis; A. Majka	RPAS performance model for fast-time simulation research on integration in non-segregated airspace	2023
4	M. Klimczyk; K. Kucharski; A. Majka; J. Muszyńska-Pałys	Hydrogen Valley as a Hub for Technological Cooperation Between Science, Business, Local Government and NGOs. An Overview of Approaches in Europe	2023
5	P. Cichosz; M. Drajewicz; M. Góral; A. Majka; W. Nowak; J. Sęp; R. Smusz	Design of Newly Developed Burner Rig Operating with Hydrogen Rich Fuel Dedicated for Materials Testing	2023
6	M. Kuźniar; A. Majka; M. Pawlak	Determination of the flight trajectory in terms of emission and fuel consumption minimization	2022
7	G. Dec; A. Majka; T. Rogalski; D. Rzońca; S. Samolej	Regular graph-based free route flight planning approach	2021
8	A. Majka	Weryfikacja i walidacja nowego algorytmu planowania tras w przestrzeni FRA	2020
9	A. Majka; P. Wacnik	Współpraca ponadeuropejska w obszarze lotnictwa w świetle realizacji celów agendy flightpath 2050	2020
10	G. Drupka; A. Majka; T. Rogalski	Automated flight planning method to facilitate the route planning process in predicted conditions	2020
11	M. Kuźniar; A. Majka; M. Pawlak; J. Pawluczy	Model of emission of exhaust compounds of jet aircraft in cruise phase enabling trajectory optimization	2020