基礎知識導論總覽
基礎知識導論 (Primers)
每一週實驗前的觀念底稿。一週一份,放在各週 notebook 的最前面,
也印在課程 PDF 每一章的開頭。
為什麼有這一層
原本的教材是「實驗單 + 腳本 + 驗證段」——
會做,但不一定知道為什麼這樣做、以及這個數字憑什麼可信。
Primer 補的就是這一段:進實驗室之前先把物理與工程脈絡建立起來,
實驗才不會變成照抄指令。
每一份的固定結構
| 節 | 內容 |
|---|---|
| 1. 這一週在解什麼問題 | 把週次主題還原成一個具體的工程問題 |
| 2. 核心觀念 | 帶公式與典型數值,不只是名詞解釋 |
| 3. 名詞與符號 | 一張表,含單位與本課典型值 |
| 4. 觀念 → 本週實驗對照 | 每個觀念對應到哪一支腳本的哪一段 |
| 5. 常見誤解 | 含本教材實測踩過的真實坑 |
| 6. 延伸閱讀 | 外部連結,全部實際驗證過可連 |
| 7. 課前自我檢核 | 5 題,答不出來就先別進實驗室 |
清單
| 週 | 檔案 | 主題 |
|---|---|---|
| 1 | week01_primer.md | 立方衛星與 STK 的世界觀 |
| 2 | week02_primer.md | 系統架構與 CONOPS |
| 3 | week03_primer.md | 任務預算表與餘裕管理 |
| 4 | week04_primer.md | 軌道力學與軌道選擇 |
| 5 | week05_primer.md | 結構、發射載荷與 FEA |
| 6 | week06_primer.md | 太空熱環境與節點熱網路 |
| 7 | week07_primer.md | 電力系統:發電、儲能與收支 |
| 8 | week08_primer.md | 姿態動力學與 B-dot 消旋 |
| 9 | week09_primer.md | 期中複習:前八週的觀念地圖 |
| 10 | week10_primer.md | 推進、Delta-V 與 Astrogator MCS |
| 11 | week11_primer.md | 通訊鏈路預算 |
| 12 | week12_primer.md | 酬載、資料預算與記錄器管理 |
| 13 | week13_primer.md | 自動化:Connect 字串 vs 物件模型 |
| 14 | week14_primer.md | 運作:TLE、通聯窗與排程 |
| 15 | week15_primer.md | 發射、上升軌跡與部署 |
| 16 | week16_primer.md | 覆蓋、重訪與星座設計 |
全課程通用的外部資源
以下連結在多週重複出現,先在這裡列一次。所有連結都經過連線驗證。
入門與總覽
- NASA CubeSat 101(PDF)
— 本課最推薦的第一份外部讀物。 - NASA State of the Art of Small Spacecraft Technology
— 各次系統的市售元件性能現況,把「猜的數字」換成「查到的數字」。 - CubeSat Design Specification — 外形與介面規格。
- MIT OCW 16.851 Satellite Engineering
— 完整的衛星系統工程課程講義,免費。 - eoPortal 衛星任務資料庫 — 查任何一顆真實衛星的規格。
標準與規範
- ECSS 標準總表 — 歐洲太空標準。
- NASA Technical Standards — GEVS 環境驗證。
- NASA-STD-7009 — 模型與模擬的可信度。
- CCSDS 標準 — 太空資料系統的國際標準。
- IADC — 太空碎片緩解準則。
文獻與資料庫
- NASA Technical Reports Server (NTRS) — 免費全文技術報告。
- NASA Lessons Learned Information System — 真實任務失敗的教訓。
- CelesTrak — TLE 資料與技術專欄。
工具
- Ansys STK 線上說明 — 本機安裝版在
C:\Program Files\AGI\STK 12\Help\Content\(離線可用,版本與你的 STK 一致)。 - STK Developer Kit 說明 — Connect 與物件模型 API。
- NASA GMAT — 免費任務分析軟體,可與 STK 對答案。
- CalculiX — 開源 FEA(Week 5)。
- NumPy · SciPy ·
matplotlib · pandas ·
sgp4 · Skyfield
教科書(無免費連結,但值得買)
- Wertz & Larson, Space Mission Analysis and Design (SMAD) — 全課的底本。
- Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students — Week 4、10、15。
- Vallado, Fundamentals of Astrodynamics and Applications — 軌道力學最完整的參考書。
- Gilmore, Spacecraft Thermal Control Handbook — Week 6。
- Schaub & Junkins, Analytical Mechanics of Space Systems — Week 8。
- Wertz, Mission Geometry: Orbit and Constellation Design and Management — Week 16。