Luleå tekniska universitet

(1)

1

2012-12-17

Högskoleverket Box 7851

103 99 Stockholm

Luleå tekniska universitet

Härmed översändes självvärdering för huvudområde Rymdteknik, masterexamen.

Förfrågningar rörande text hänvisas till utsedd kontaktperson Camilla Lindmark (Camilla.Lindmark@ltu.se).

Johan Sterte, Rektor

---

Högskoleverkets kvalitetsutvärderingar 2011 – 2014 Självvärdering

Lärosäte: Luleå tekniska universitet Utvärderingsärende reg.nr 643- 01844-12 Huvudområde: Rymdteknik Masterexamen

(2)

2 Inledning

Utbildningen som ger Teknologie Masterexamen med huvudområde Rymdteknik är förlagd vid Luleå tekniska universitet (LTU), campus Kiruna. Placeringen i Kiruna är kopplad till att Kiruna sedan 1957 är centrum för nationell svensk rymdforskning med ett antal aktörer på plats. Till dessa hör Institutet för rymdfysik (IRF), EISCAT Scientific Association, samt Swedish Space Corporations avdelning Esrange vilka samtliga bidrar till förutsättningarna för utbildningen att uppnå stark forsknings- och näringslivsanknytning. LTU har också med denna bakgrund sedan 2003 ett särskilt regeringsuppdrag att bedriva utbildningar i rymdvetenskap i Kiruna.

Inom Teknologie Masterexamen med huvudområde Rymdteknik vid LTU campus Kiruna finns idag fyra examensinriktningar; Rymd och atmosfärsvetenskap, Rymdteknik och instrumentering, Rymdfarkostdesign samt Jordatmosfär och solsystem. Av dessa härrör inriktningarna Rymdfarkostdesign samt Jordatmosfär och solsystem till två stycken nystartade utbildningsprogram med första intag H12 samt H13, varför de ej vidare berörs i denna skrift. De två förstnämnda; Rymd och atmosfärsvetenskap, samt Rymdteknik och instrumentering ingår båda som inriktningar inom ett Erasmus Mundus program, Rymdvetenskap och rymdteknik, master 120.0 Hp, vilket etablerades 2005 som ett samarbete mellan 8 internationella parter.

Denna självvärdering behandlar detta program, Rymdvetenskap och rymdteknik, master 120.0 Hp, vidare nedan i kortform benämnt Programmet.

Utbildningens användbarhet

Under ministermötet vid den Europeiska rymdorganisationen ESA i november 2008 i Haag erkändes rymden att vara en strategisk tillgång med väsentlig betydelse för Europas oberoende, säkerhet och välfärd. Man konstaterade bland annat att: ”Rymden är en möjliggörande tillgång som ger europeiska beslutsfattare möjlighet att svara på kritiska utmaningar såsom den globala klimatförändringen och global säkerhet.

Den ger ett betydande bidrag till Europas tillväxt och sysselsättning, dess utforskande skapar teknik och tjänster för kunskapssamhället, den ökar förståelsen för vår planet och universum, och den bidrar till den europeiska identiteten, sammanhållning och trygghet, vilket ger inspiration för framtida mänskliga potential och föra ungdomar till naturvetenskaplig och teknisk utbildning.”

Rymdutbildningar har utifrån detta specifikt framhävts att tillhöra de grundläggande aktiviteterna inom European Council program 2009-2013. Det har också noterats att Europa har ett problem med minskande intresse för vetenskap och teknik bland unga människor. Inrättandet av ett Erasmus Mundus mastersprogram i rymdvetenskap och rymdteknik stöder båda dessa områden genom att det inspirerar och motiverar studenter för en karriär inom naturvetenskap och teknik. Detta är även i linje med den europeiska rymdpolitik som drivs av den Europeiska Kommissionen och ESA tillsammans. Behovet av att förstärka Europas förutsättningar i rymden är också tydligt i ljuset av att vi använder satelliter för kommunikation, navigation, miljöövervakning, teknisk innovation och allmän kunskapsutveckling.

Utbildningens upplägg

Huvudsyftet med Programmet är att kombinera expertis inom området från åtta universitet runt om i världen till en gemensam kompetensplattform och centrum för excellens under Bologna konceptet.

Utbildningssamarbetet förstärks med nationella och internationella forskningsorganisationer samt industriföretag vilka aktivt deltar i utbildningsprocessen. Programmet erbjuder i och med detta studenter en multidisciplinär utbildning som sträcker sig från laborativa övningar och datorsimuleringar till deltagande i aktuella pågående forsknings-och utvecklingsprojekt med stratosfäriska ballonger, sondraketer och satelliter.

Programkonsortiet består av sex europeiska universitet samt två icke europeiska universitet. Däröver finns fem associerade medlemmar. LTU är koordinator och ansvarar för programgenomförande inför Education, Audiovisual and Culture Executive Agency (EACEA). Följande organisationer ingår i konsortiet:

 Luleå tekniska universitet, Sverige (LTU)

 Julius-Maximilians Universität Würzburg, Tyskland (JMUW)

 Cranfield University, Storbritannien (CU)

(3)

3

 Aalto University, Finland (Aalto)

 Czech Technical University, Prague, Tjeckien (CTU)

 Université Paul Sabatier-Toulouse III, Frankrike (UPS)

 The University of Tokyo, Graduate School of Science, Japan (UT)

 Utah State University, USA (USU) Associerade medlemmar är:

 Institutet för rymdfysik, Sverige (IRF)

 Swedish Space Corporation (SSC)

 EISCAT (European Incoherent Scatter) Scientific Association (EISCAT)

 Honeywell International s.r.o.

 European Aeronautics Defence and Space Company, Innovation Works Division (EADS) Programmets terminsfördelning redovisas i tabell 1. Studenterna följs åt under hela första året; under första terminen läser de gemensamma obligatoriska kurser vid JMUW i Würzburg varefter andra terminen med obligatoriska kurser är förlagd vid LTU i Kiruna. Under detta första år ges studenterna en bas med brett kunnande inom området rymdteknik. Under andra året fortsätter studenterna utefter eget val samt tillgång på platser sina studier vid ett valt partner universitet, vilka alla har var sin specifik inriktning. Den tredje terminen ägnas sålunda åt kurser som ger väsentligt fördjupade kunskaper inom utvalda områden med god progression hos ingående kurser. Under fjärde terminen utförs det självständiga examensarbetet vid ett partner universitet, associerade medlemmar eller vid andra internationella forsknings- och industriföretag samt organisationer. Detta borgar för goda möjligheter till fördjupad insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete.

Studenter vid Programmet kan välja att fördjupa sig i endera av åtta stycken inriktningar, där respektive universitet som undervisar tredje året erbjuder en eller två av dessa. Inriktningarna delas grovt upp i vetenskaps- (S) eller ingenjörsfokuserade (E). De åtta inriktningarna tydliggörs i nedan. Efter avslutade studier tilldelas studenten dubbla master examina; en från LTU och den andra från det europeiska partner universitet där studenten var under andra läsåret. För den utfärdade svenska examen, Teknologie Masterexamen med huvudområde Rymdteknik, finns tre olika varianter:

 Inriktningslös examen. Detta alternativ används när studenten har studerat en inriktning vid annat partner universitet än LTU. Enligt Erasmus Mundus konceptet tillgodoräknas då studierna vid det utländska universitetet för den svenska, inriktningslösa, examen.

 Inriktning Rymd och atmosfärsvetenskap (vetenskapsinriktning). Studenterna går här på djupet inom rymd- och atmosfärsvetenskap, med fokus på vetenskap. Denna inriktning studeras vid LTU, campus Kiruna.

 Rymdteknik och instrumentering (ingenjörsinriktning). Här lär sig studenten att formulera och lösa komplexa teknologiska problem inom området rymdteknik och instrumentering, med fokus på att utveckla, bygga och testa rymdinstrument. Denna inriktning studeras vid LTU, campus Kiruna.

Tabell 1. Programmets terminsfördelning.

Termin 1 (30 Hp)

Alla studenter studerar vid JMUW, Würzburg, Tyskland. Obligatoriska kurser 30 Hp. Valfri kurs i tyska och introduktion till tysk kultur.

Obligatoriska kurser för alla studenter:

1. CanSat; 7 Hp

2. Spacecraft System Design; 8 ECTS 3. Space Dynamics; 4 ECTS

4. Introduction to Space Physics; 7.5 ECTS

(4)

4

Studenten väljer även en av de tre nedanstående valbara kurser:

1. The Object-Oriented Approach and Java Programming; 3.5 ECTS 2. Internet Technologies; 3.5 ECTS

3. Advanced Data Bases; 3.5 ECTS Termin

2 (30 Hp)

Alla studenter studerar vid LTU, Kiruna rymdcampus, Sverige. Obligatoriska kurser 30 Hp.

Valfri kurs i svenska och introduktion till svensk kultur.

Obligatoriska kurser för alla studenter:

1. R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning; 7.5 Hp 2. R7017R Rymdfysik; 7.5 Hp

3. E7003R Rymdelektronik; 7.5 Hp

4. F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik; 7.5 Hp Termin

3 (30 Hp)

Studenten väljer att fördjupa sig i endera av åtta stycken inriktningar vid de sex

partneruniversiteten. Obligatoriska och valbara kurser 30 Hp. Obligatoriska eller valfria kurser i nationella språk vid respektive universitet.

CU Inriktningar:

E1:Dynamics and Control of Systems and Structures

Aalto Inriktningar:

E2: Space Robotics and Automation

JMUW Inriktningar:

E3:Automation, Control and Communication of Space Robotics

LTU Inriktningar:

E4:Space Technology and

Instrumentation S1:

Atmospheric and Space Science

CTU Inriktningar:

E5:Space Automation and Control

UPS Inriktningar:

E6:Space Technique and Instrumentation S2:Astrophysics, Space Science, Planetology

Termin 4 (30 Hp)

Examensarbete 30 Hp utförs vid ett partner universitet, associerade medlemmar eller vid andra internationella forsknings- och industriföretag samt organisationer. Arbetet examineras av en lärare från LTU och en lärare från partner universitet.

CU Aalto JMUW LTU CTU UPS UT USU

Examination för måluppfyllelse

För att säkerställa att studenterna når målen för utbildningen används i programmet en bredd av olika examinationsformer. Flertalet kurser använder flera examinationsformer, där examinationen varieras beroende på vilket mål som examineras i respektive kurs. I redovisning av måluppfyllelse under del 1 i detta dokument återfinns olika examinationsformer såsom

 Tentamensfrågor

 Muntliga redovisningar

 Inlämningsuppgifter

 Skriftliga rapporter

Majoriteten av uppgifter som studenterna genomför under utbildningen är betygsgrundande, obligatoriska examinationsuppgifter. Inlämningsuppgifter och laborationer som ingår i kurser redovisas skriftligt och/eller muntligt och rättas av läraren. Huvuddelen av all examination sker på individuell basis.

(5)

5 Del 1 Examensmål 1a

För masterexamen ska studenten visa kunskap och förståelse inom huvudområdet för utbildningen, inbegripet såväl brett kunnande inom området som väsentligt fördjupade kunskaper inom vissa delar av området samt fördjupad insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

Huvudområdet Rymdteknik innefattar som det behandlas i Programmet en bredd som sträcker från grundläggande fysik till tillämpad elektronik och mjukvarukonstruktion. Samtliga studenter läser sålunda ämnen som rymdfysik, rymddynamik och observationsteknik. På den mer tillämpade sidan studerar samtliga även satellitteknik, rymdfarkostsystem samt rymdelektronik. Detta breda kunnande uppnås framförallt via obligatoriska kurser under termin 1 och 2, då internationella studenter som antas till programmet och har varierande kunskaper inom ämnesområdet skall föras till en solid avancerad kunskapsnivå inom rymdvetenskap och teknik. Väsentligt fördjupade kunskaper likväl som insikt i forsknings- och utvecklingsarbete uppnås därefter via fördjupande kurser inom Programmets åtta olika inriktningar under termin 3 och via det självständiga examensarbetet under termin 4.

För att säkerställa att studenten uppnår brett och tillräckligt djupt kunnande inom ämnesområdet tillämpas olika examinationsformer vid programmets kurser med stor variation av frågeställningar, problemlösningar, laborationer och projektuppgifter som kräver utförliga svar samt förståelse. I det självständiga examensarbetet redovisar studenten sina kunskaper om de aktuella forsknings- och utvecklingsproblem som han/hon arbetat med. Dessa kunskaper har införskaffats kontinuerligt via programmets kurser vars svårighetsgrad ökar i takt med studentens progression.

Exempel: Brett kunnande och progression mot djupare kunskap.

Nedan redovisas examinationsexempel från tre obligatoriska kurser; Introduction to Space Physics, Rymdfysik och Rymdfarkosters fysiska omgivning, vilka visar hur brett kunnande samt progression mot djupare kunskap uppnås och examineras inom området rymdfysik.

Introduction to Space Physics (termin 1) examinerar individuellt grundläggande teoretiska kunskaper om rymdplasma processer inkl. partikelrörelse och magnetohydradynamik via skriftliga hemuppgifter och skriftlig examination, exemplifierat nedan:

R7017R Rymdfysik (termin 2) examinerar individuellt fördjupade teoretiska kunskaper om rymdpartiklar och elektromagnetiska vågor, jordens magnetosfär samt processer och fenomen som uppstår vid magnetosfärens växelverkan med solvinden. Nedanstående tentamensexempel visar att studenten måste kunna beskriva komplexa företeelser samt även förklara dem, vilket kräver djup förståelse av dessa:

R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning (termin 2) ger kunskaper om rymdmiljöns påverkan på satelliten. Studenten använder sig av tidigare införskaffade kunskaper om rymdplasma och magneto- sfären från R7017R Rymdfysik och tillämpar dessa mot satelliter. Tentamensexempel:

(6)

6

A spacecraft has a cylindrical shape with 2 m radius and 1 m height, and they are covered with gold. During the eclipse, the satellites enter the plasma sheet for which we can assume the following conditions: the density is about 3 hydrogen ions/cm³, and corresponding electron density. The electron temperature is 3000 eV and the ion temperature is 6000 eV. Determine the potential of the spacecraft.

Exempel: Brett kunnande

Nedan ges exempel från två obligatoriska kurser som bidrar till brett kunnande genom att ge kunskaper inom områdena rymdfarkostdesign samt elektroniksystem för rymdbruk.

Spacecraft System Design (termin 1) behandlar grundläggande teknologiska krav för uppbyggnad av satel- liter, huvudkomponenter för olika satellitsystem och dess designprocesser. Dessa kunskaper skapar förståelse hos studenten av satellitsystem utifrån helhetsperspektiv och skapar basen för fördjupade kunskaper inom satellitplattformen och delsystem samt telekommunikation. Ett tentamensexempel:

E7003R Rymdelektronik (termin 2). Syftet med kursen är att ge studenten förståelse för elektroniska enheter och kretsar och deras påverkan av rymdmiljön och relaterade krav på de för olika rymd- tillämpningar. Kursen ger breda kunskaper om elektroteknik och de teknologiska krav som ställs för elektroniksystem i rymden. Examinationsexempel från tentamen:

Exempel: Väsentligt fördjupade kunskaper inom vissa delar av området.

Fördjupade kunskaper uppnås i några kurser under år 1, tex R7017R Rymdfysik (rörande magnetosfär på jorden och andra planeter) samt F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik (rörande radarteknik). Ytterligare fördjupning uppnås därefter i flertalet kurser under under år två, då studenten läser vald inriktning. Nedan ges exempel från två kurser under termin 3 vilka båda ger väsentligt fördjupade kunskaper inom vald inriktning.

Space Propulsion (termin 3) ger förståelse för termo- och fluid dynamik vilka ligger till grund för framdrivning av rymdfarkoster samt luftfartyg. Kursen ger vidare kunskap om den påverkan dessa faktorer har på prestanda och design av bärraketer rymdfarkoster. Tentamensexempel:

(7)

7

R7013R Rymdinstrument (termin 3) ger avancerade kunskaper om fysikaliska och teknologiska principer samt design av satellitinstrument för interplanetära missioner. Detta inkluderar mätningar av energirika partiklar, fält och vågor, ombord teleskop samt instrument för studier av planeters ytor och atmosfär.

Examinationsexempel från tentamen:

Solar wind plasma near the orbit of Jupiter has electron number density of 5 cm^-3 and electron temperature of 10 eV. Is it possible to use the Langmuir probes to measure the density and temperature in this environment? Explain your answer.

Exempel: Fördjupad insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete

Forskningsartiklar används som material i ett flertal kurser. Under år 1i R7017R Rymdfysik, F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik, samt under år 2 i F7004R Atmosfärfysik, F7008R Solsystemets fysik, R7013R Rymdinstrument, R7012R Fjärranalys samt F7006 Solens fysik. Aktuellt utvecklingsarbete illustreras genom användning av industriell mjukvara för t.ex. satellitberäkningar i kurser som R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning, F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik samt R7008R Solsystemets fysik. Nedan ges två exempel på examination.

R7013R Rymdinstrument (termin 3, LTU). Kursmaterialet är baserat i stort sett på pågående forskning och uppdateras varje år. I kurslitteraturen ingår peer-review publikationer, rymdinstrumentansökan till ESA, samt ESA dokumentation. Tentamensexempel:

Discuss the reasons and evolution of instrument development for investigations of Mars and Venus onboard Mars Express and Venus Express spacecraft.

F7008R Solsystemets fysik (termin 3).

Studenten erhåller i denna kurs grundläggande kunskaper om solsystemets uppbyggnad, utveckling och fysikaliska processer. Syftet med kursen är också att ge en fördjupad kunskap och förhållningssätt till aktuell forskning inom ett valt område. Som en del i detta hålls en föreläsning om Transneptuian Objects, vilken baseras på pågående forskning (materialet finns ej i böcker). Tentamensfråga relaterad till denna föreläsning:

Observation of remote objects and albedo

(a) Explain the difference between monochromatic albedo, Bond albedo and geometric albedo.

(b) Explain why we can easily determine the Bond albedo for objects that orbit the Sun within the orbit of the Earth, but not for objects that orbit the Sun outside the orbit of the Earth.

Slutsats måluppfyllelse:

Ett stort antal kurser bidrar till måluppfyllelsen för examensmål 1a. Varierande undervisningsformer och examinationsformer med individuell examination används, och flertalet av lärarna i Programmet är forskare. Vi drar därmed slutsatsen att Examensmål 1a väl uppfylls inom Programmet.

(8)

8 Examensmål 1b

För masterexamen ska studenten visa fördjupad metodkunskap inom huvudområdet för utbildningen Metodkunskap inom området rymdteknik inkluderar följande moment:

analytiska lösningar av problem; numeriska beräkningar och dataanalys; modellering av processer och fenomen;

instrumentkalibrering; planering och genomförande av forskningsexperiment; utvärdering av forskningsresultat samt arbete med forskningsinformation och publikationer.

Dessa moment tränas i ett flertal kurser och examineras på individuell basis via tentamensfrågor, inlämningsuppgifter, laborativa övningar, och projektarbeten. Det avslutande examensarbetet inkluderar också stora delar av metodkunskapen, inklusive kritiskt arbete med forskningsinformation och dennas utvärdering. Nedan exemplifieras de ovan nämnda momenten i ett urval av kurser.

Exempel: Metodkunskap - numeriska beräkningar och dataanalys.

Nedan exemplifieras numeriska beräkningar och dataanalys med ett examinationsexempel och ett utdrag ut en laboration.

R7017R Rymdfysik (termin 2). Studenten skall efter denna kurs ha förmåga att dra slutsatser om fysikaliska processer utifrån observationellt data. Tentamensexempel:

F7002R Numeriska metoder (termin 3). I denna kurs tillämpas numeriska metoder på matematisk- fysikaliska problem, såsom bl a satellitbanor, kaotiska Lorentzproblem, svängningsproblem, spektralanalys, diffusionsproblem, flödesproblem, Laplace- och Poisonproblem, kvantmekaniska problem, Legendrepolynom, MonteCarlo-problem. Exempel på inlämningsuppgift:

Continue your analysis of CO2 data, but now with wavelets, or alternatively choose to treat a time series of your own! Do a continuous wavelet analysis (choosing a proper analyzing function) with the wavelet command cwt!

Writing wavemenu can be of help analyzing the data.

Perform the wavelet analysis with two different types of wavelets!

Compare the results and extract as much information as you can from the wavelet analysis. Pay attention to the resolution at various parts of the wavelet panel.

Exempel: Metodkunskap - modellering av processer och fenomen

R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning (2 termin, LTU). I denna kurs skall studenterna bland annat använda specifik programvara för att beskriva rymdmiljön och analysera och beräkna dess inverkan på rymdfarkoster och dess komponenter. Detta utförs som en laboration vid vilken mjukvaran SPENVIS används. Laborationen examineras genom en skriftlig rapport. Exemplet nedan är klippt ur en av dessa skriven av två studenter:

(9)

9

Exempel: Metodkunskap - genomförande av forskningsexperiment, instrumentkalibrering, dataanalys utvärdering av forskningsresultat.

F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik (termin 2). Studenterna använder som en del i denna kurs EISCAT Svalbard radarsystem på 500 MHz för att undersöka rymdväder. De genomför distansstyrning av radar, kalibrering och mätningar av ionosfärsparametrar. Resultaten utvärderas med numerisk databearbetning och analys. Utdrag ur instruktion för laboration vilken examineras med skriftlig rapport:

Practical

EISCAT ESR – incoherent scatter and weather in space

1. Introduction

The purpose of this laboratory experiment is to give an opportunity to get acquainted with the EISCAT Svalbard Radar (ESR) system, 500 MHz. The transmitter/receiver of ESR is situated in Longyearbyen, Svalbard at

78º09´11´´N, 16°01´44´´E. You will run the radar system remotely with assistance from EISCAT staff.

The main objective of the experiment is to understand how the ESR system works, which physical parameters that can be studied in the data analysis and to compare the obtained results with space weather observations from other sources.

Exempel: Metodkunskap - utvärdering av forskningsresultat, kritiskt arbete med forskningsinformation och publikationer.

F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik (termin 2). För optikdelen av denna kurs får studenterna en uppgift som skall lösas analytiskt och numeriskt. Resultaten redovisas i form av en forskningsartikel enligt regler från vetenskaplig tidskrift. Två andra studenter gör därefter review av artikeln och skriver recensioner enligt mall framtagen för en vetenskaplig tidskrift, läraren agerar som editor.

The examination task for this part of the course will be similar to submitting a paper to a refereed scientific journal and subsequently to referee two randomly selected papers by your colleagues. The quality of the paper as well as of the referee reports will be evaluated by the editor. Authors of rejected papers will have to take a written exam at a later date. The same applies for late or invalid submissions. Questions will not be answered after the final briefing meeting 2012-05-11.

Metodkunskap inom området rymdteknik innefattar ett flertal delar, vilka alla väl möts i undervisningen med olika undervisningsformer och varierande examination på individuell basis. Vi drar därmed slutsatsen att Examensmål 1b väl uppfylls inom Programmet.

(10)

10 Examensmål 2

För masterexamen ska studenten visa förmåga att kritiskt och systematiskt integrera kunskap och att analysera, bedöma och hantera komplexa företeelser, frågeställningar och situationer även med begränsad information

Förmågor att kritiskt och systematiskt integrera kunskap och analysera denna är en av de avgörande kvalifikationerna för verksamma forskare och ingenjörer. Inom rymdrelaterade branscher är förmågan att kunna hantera komplexa företeelser och situationer med begränsad information ett krav för arbetet.

Utifrån detta läggs det mycket stor vikt på att utveckla och träna dessa förmågor med olika metoder i ett flertal av de kurser som ingår i Programmet. Examination sker individuellt vid olika moment i kurserna via bl.a. inlämningsuppgifter, skriftliga projektrapporter efter praktiska övningar, och skriftlig tentamen.

Flera exempel redovisas nedan på detta.

Exempel: Analysera, bedöma och hantera komplexa företeelser, frågeställningar och situationer även med begränsad information

R7017R Rymdfysik (termin 2).

I denna kurs analyseras komplexa rymdprocesser med mycket begränsad information från satellitdata.

Systematiskt tänkande krävs när analysen i examinationsexemplet nedan skall utvidgas från Venus till Mars. Exempel på tentamensuppgift:

Även nästa uppgift kommer från samma kurs. Här presenteras mätningar tagna vid en viss tidpunkt och plats, och studenten måste måste modellera omgivningen utifrån denna enda tillgängliga punkt:

(11)

11

F7004R Atmosfärsfysik. I denna kurs skall studenten tillägna sig kunskap om jordens atmosfär särskilt vad avser atmosfärens fysikaliska och kemiska aspekter. Som en del i kursen ingår en radiosond laboration, vid vilken studenterna skall analysera tropopausen, vädersituationen avseende fronter och stabilitet, samt luftmassans stabilitet; allt utifrån radiosondens mätserie. Utdrag ur uppgiftstext:

Exempel: Förmåga att kritiskt och systematiskt integrera kunskap.

E7003R Rymdelektronik (termin 2)

Studenten måste i tentamensexemplet nedan integrera kunskap från denna kurs samt de båda kurserna R7017R Rymdfysik och R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning, samt göra en omfattande analys runt detta.

R7008R Rymdfarkostteknik (termin 3)

Studenten måste, för att korrekt kunna besvara examinationsfrågan nedan, integrera kunskap från olika delar av denna kurs med kunskap från kurserna R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning och E7003R Rymdelektronik, samt göra en omfattande analys.

a) Calculate the reliability of the following propulsion system

b) If you were allowed to include one more component, which would you chose, and would it be in parallel or in series?

Stability

Use the pseudo-adiabatic diagram to discuss stability (in terms of absolute stable, absolute unstable, conditionally stable) for the different parts of the profile

(12)

12 R7013R Rymdinstrument (termin 3)

Studentgrupp skriver ett forskningsförslag om satellitinstrument för att utföra mätningar kring planeten.

Uppgiften kräver kunskap från olika delar av denna kurs samt kurserna R7017R Rymdfysik, R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning, E7003R Rymdelektronik, samt F7008R Solsystemets fysik.

Uppgiften formuleras:

Förmågan att hantera komplexa företeelser och situationer med begränsad information tränas med olika metoder i ett flertal av de kurser som ingår i Programmet. Examination sker individuellt vid olika moment i kurserna via bl.a. inlämningsuppgifter, skriftliga projektrapporter efter praktiska övningar, och skriftlig tentamen. Vi drar därmed slutsatsen att Examensmål 2 väl uppfylls inom Programmet.

Propose an instrument package (particles and fields) to study space environment of one of the Jupiter’s largest satellites: Jo, Europa, Ganymede, Callisto. The mission will orbit the respective satellite and perform a number of fly-bys. Propose desirable orbit parameters and fly-by characteristics.

Proposal structure

• Cover page with title, affiliation

• Table of contents

• Scientific background: target and science overview

• Experiment scientific objectives. Measurements requirements

• Instrument concept and description. Instrument characteristics

• Scientific closure (Why the proposed payload / experiment can fulfill the scientific objectives.

Performance against measurement requirements)

• Budget analysis incl. mass / power / telemetry / telecommunication

• Operation requirements

• Orbit requirements

• Pointing requirements, if applicable

• Thermal analysis, if applicable

• Management structure of the group (who does what)

• References (mainly for background, web links are ok)

(13)

För masterexamen ska studenten visa förmåga att kritiskt, självständigt och kreativt identifiera och formulera frågeställningar, att planera och med adekvata metoder genomföra kvalificerade uppgifter inom givna tidsramar och därigenom bidra till kunskapsutvecklingen samt att utvärdera detta arbete

Delmålet ”kritiskt, självständigt och kreativt identifiera och formulera frågeställningar” uppnås framförallt via projektarbeten som finns som del- eller helmoment kurser under både första och andra läsåret. Här kan under år 1 nämnas satellitdesign i CanSat kursen, R7017R Rymdfysik, samt F7003R Optik och radarbaserad observationer. Under år 2 återfinns läromålet i ett flertalkurser såsom R7008R Rymdfarkostdesign, F7004R Atmosfärsfysik, F7008 Solsystemets fysik, R7013R Rymdinstrument, F7002R Numeriska metoder, R7011R Bildbehandling med rymdtillämpningar och P7001R Rymdprojekt. Gemensamt för dessa projektuppgifter är att studenten själv måste identifiera frågeställningar efter kritisk bearbetning av forskningsinformation. Delmålet ” genomföra kvalificerade uppgifter inom givna tidsramar” uppnås via projektarbeten och inlämningsuppgifter i ovan listade kurser, då arbets-och tidsplanering är obligatoriska moment. Studenterna utför också i några av kurserna utvärdering av sitt eget eller andra studenters arbete. Nedan exemplifieras ovanstående resonemang.

Exempel: förmåga att kritiskt, självständigt och kreativt identifiera och formulera frågeställningar

F7004R Atmosfärsfysik (termin 3, LTU). I denna kurs ingår en projektdel där studenterna väljer tema utifrån 20 förslag. Studenten skall därefter självständigt identifiera och formulera aktuella frågeställningarna och hitta information via böcker/tidskrifter samt tillgängliga data. Utdrag ur projektuppgift vilken examineras via skriftlig rapport:

R7013R Rymdinstrument (termin 3, LTU). Studentgruppen skriver här ett forskningsförslag om satellitinstrument för att utföra mätningar kring planeten. Skapandet av forskningsförslaget innebär att studenterna utifrån en öppen uppgift om uppdraget (studera rymdmiljö vid Jupiters månar) själva skall formulera frågeställningar och mål med uppdraget. Utdrag ur projektuppgift vilken examineras via skriftlig rapport:

F7008R, Solsystemets fysik (termin 3). Studenterna skall i denna kurs inhämta grundläggande kunskaper om solsystemets uppbyggnad, utveckling och fysikaliska processer. Studenten ska kunna beskriva

Propose an instrument package (particles and fields) to study space environment of one of the Jupiter’s largest satellites: Jo, Europa, Ganymede, Callisto. The mission will orbit the respective satellite and perform a number of fly-bys. Propose desirable orbit parameters and fly-by characteristics.

Proposal structure

• …

• Scientific background: target and science overview

• Experiment scientific objectives. Measurements requirements

• Instrument concept and description. Instrument characteristics

• Scientific closure (Why the proposed payload / experiment can fulfill the scientific objectives.

Performance against measurement requirements)

• …

Presentation (20 min) on a research topic in English (topic should be agreed with the examiner).

The topic may be researched either through a literature study or by performing your own analysis of available observational data.

1. Atmospheric evolution of terrestrial planets

2. Atmosphere of early Earth and its influence on the origin of life.

3. Comparison of atmospheres for terrestrial and giant planets 4. ….

(14)

14

processer som leder till bildandet av solsystemet och vad som påverkar de olika egenskaperna hos planeter och andra element. I kursens projektdel skall studenterna välja ett individuellt ämne, där de självständigt identifierar och formulerar frågeställningar, samt svarar på dessa. Uppgiftstext:

Exempel: förmåga att planera och med adekvata metoder genomföra kvalificerade uppgifter inom givna tidsramar

Dessa läromål är tydliga i ”rena” projektkurser, vari studenterna planerar och genomför en större uppgift inom givna tidsramar. Detta exemplifieras nedan med två kurser:

P7001R Rymdteknikprojekt (termin 3). Studenterna skriver i denna kurs gruppvis projektförslag med analys av forsknings- och teknikbakgrund, genomförbarhet, hållbarhet, arbetsplanering och budget. De designar och konstruerar sitt projekt, och utför i detta arbete adekvata tester, t.ex. skaktester som är nödvändiga för sondraketer. Viktigt i arbetet i kursen är att instrument integreras med andra system och instrument. Genomgående i kursen arbetas med att enligt deadlines genomföra leveranser av styrande dokument såsom PDR (Preliminary Design Review), CDR (Critical Design Review) samt FR (Final Report). Studenterna kan, i konkurrens med studenter inom hela Europa, ansöka om och få möjlighet att bygga sina projekt som ett deltagande i flygningar med raket eller ballong (REXUS/BEXUS) från Esrange i samarbete med ESA. Utdrag ur kursplan för P7001R:

CanSat, projektkurs. (termin 1, JMUW). I CanSat kursen skall studenterna designa och bygga en satellit i

”burkformat” (”can”). Enheten skall mäta temperatur, tryck och position. Den skall väga maximalt 500 gram, och ha en volym på maximalt 500 ml. Den skall kunna kommunicera med markstationen, och via den sända data till en dator för presentation. Projektet spänner över fält som telekommunikation, elektronik och programmering, och kräver att studenterna genomför god projektplanering och arbetar tillsammans.

Nedan exemplifieras ur uppgiftstexten en översikt av leverabler i projektet, med angivna tidsramar.

Presentationer samt rapporter är examinerande moment:

Deliverables

End of October ca 4 pages: Preliminary Design Define mission target and success criteria

Requirements for each subsystem Preliminary design

Studenten skall tillägna sig erfarenhet av arbete i projektform. Speciellt skall studenten så långt rimligt utnyttja de kunskaper som studenten förvärvar inom andra kurser med inriktning mot rymdmiljö. Studenten skall sträva efter samarbete med referensgrupper inom forskning och näringsliv. Studenten skall erhålla erfarenhet av

projektorganisation och projektledning. Viktigt är tidsplaner, resursutnyttjande, projektmöten, ekonomi, rapporter och dokumentation av skilda slag. Studenten skall inse risker med tidsplaner som kan störas. Svåra ekonomifrågor kan uppenbara sig. Viktigt är att förstå risker med en tillfällig organisation med personal och resurser från skilda håll inom t.ex. en linjeorganisation.

Every student will get an individual project on a subject related to the course content which will result in a scientific report. You are expected to select your own individual subject. The progress of the project will be presented and discussed with all students. In three seminar-meetings, at the beginning, in the middle and at the end of the course the structure, the progress and the final version will be presented.

• Possibility of life outside the habitable zone

• The multi-body problem

• History if the origin if the moon

• Water on Mars

• History and methods of the planetary search

(15)

15 Project plan : Who does what

Presentation: ca- 20 minutes

December: ca. 20 Pages: Detailed Design Intermediate Report

Progress report Diff Plan ↔ reality Detailed Design

Presentation: ca 30 minutes

1 week of February: Ca 30 Pages: Final Report Final Report

Final System documentation Results archived

Experiences

Presentation: ca 30 .. 45 Minutes

Exempel: förmåga att utvärdera sitt arbete

Studenterna utbildas i denna förmåga genom att på ett strukturerat sätt utvärdera andras arbete, varefter de i dialog med studenter och examinator bearbetar och får feedback på denna utvärdering. Nedan ges exempel på detta förfarande.

R7013R Rymdinstrument. Studenten skall i denna kurs kunna kritiskt och självständigt formulera frågeställningar och utföra tekniska beräkningar för rymdinstrument inom givna tidsramar. Studenten skall kunna motivera, planera och genomföra vetenskapliga experiment med hjälp av dessa instrument vilket påvisas genom ett projekt arbete som går ut på att studenterna skriver ett forskningsförslag. Detta förslag bedöms sedan genom en ”peer-review” process, där studentgrupperna bedömer varandras förslag. Detta bidrar till studenternas förmåga att värdera sitt eget arbete.

F7003R Optik och radarbaserade observationer (termin 2). För optikdelen av denna kurs får studenterna en uppgift som skall lösas analytiskt och numeriskt. Resultaten redovisas i form av en forskningsartikel enligt regler från vetenskaplig tidskrift. Två andra studenter gör därefter review av artikeln och skriver recensioner enligt mall framtagen för en vetenskaplig tidskrift, läraren agerar som editor.

The examination task for this part of the course will be similar to submitting a paper to a refereed scientific journal and subsequently to referee two randomly selected papers by your colleagues. The quality of the paper as well as of the referee reports will be evaluated by the editor. Authors of rejected papers will have to take a written exam at a later date. The same applies for late or invalid submissions. Questions will not be answered after the final briefing meeting 2012-05-11.

Examensarbete (termin 4). Ett av de examinationskraven som ställs för studenter innan han/hon påbörjar sitt examensarbete är att närvara vid minst två offentliga examensarbetes redovisningar samt att agera som opponent för ett arbete. Detta innebär att studenten skall kritiskt läsa rapporten och därefter föra en diskussion med respondenten. Opponering utförs i samband med presentation där andra studenter, forskare, samt examinatorer deltar. Detta bidrar till studentens möjlighet att på ett bra sätt utvärdera sitt eget arbete.

Studenten tränas igenom Programmet i ett flertal moment i att själv måste identifiera frågeställningar efter kritisk bearbetning av forskningsinformation. Via projektarbeten och, då arbets-och tidsplanering är obligatoriska moment, tränas förmågan att genomföra uppgifter inom givna tidsramar. Studenterna utför också i några av kurserna utvärdering av sitt eget eller andra studenters arbete. Momenten ovan examineras individuellt framför allt via rapporter, inlämningsuppgifter och muntlig presentation. Vi drar i och med detta slutsatsen att Examensmål 3 väl uppfylls inom Programmet.

(16)

För masterexamen ska studenten visa förmåga att i såväl nationella som internationella sammanhang muntligt och skriftligt klart redogöra för och diskutera sina slutsatser och den kunskap och de argument som ligger till grund för dessa i dialog med olika grupper

Programmet är internationellt rekryterande, och undervisning samt merparten av kommunikation sker på engelska. Detta kombinerat med att studenterna vistas vid lärosäten i olika länder ger internationalitet som en genomgående faktor i programmet. Studenterna har som individer olika bakgrund, vilket gör att de måste lära sig att utföra kommunikation både muntligt och skriftligt för att passa olika kulturer.

De möter också olika kategorier i sina presentationer, såsom forskare, lärare och industrianställda.

Under Programmet sker examination i olika kurser i form av:

• skriftliga redovisningar av projekt-, laborativt- och examensarbete på engelska och svenska.

• muntliga redovisningar av projektarbete på engelska eller svenska inför lärare, studenter, samt internationella experter inom området;

• muntliga redovisningar av samt diskussion om examensarbetet på engelska inför lärare och studenter;

• opponering (skriven/muntlig) på engelska av annan students examensarbete inför lärare och studenter.

Exempel: Muntlig förmåga i internationella sammanhang, samt dialog med olika grupper Muntlig presentation där studenterna måste gå i dialog med forumet återfinns som en obligatorisk och examinerande del ibland annat CanSat, R7013R, F7004R, F7008R, samt P7001R och examensarbete.

Presentationerna och dialogerna är på engelska, då studenterna är blandade nationaliteter. Nedan ges tre exempel.

CanSat, projektkurs. (termin 1). Projektkurs. Kursens delmoment rapporteras samt presenteras av studenterna muntligt i tre olika steg, Detta sker i Tyskland, för en internationell publik, på engelska.

Studenterna redogör för de olika stegen i designprocessen, och måste då både diskutera och argumentera runt sina val. I publiken ingår forskare såväl som andra studenter. Presentationerna bedöms av examinator och ligger som en del till grund för examinationen i kursen. Utdrag ur planering:

R7013R Rymdinstrument (termin 3). Studentgrupper skriver forskningsförslag om satellitinstrument för att utföra mätningar kring planeten. Forskningsförslagen presenteras med en muntlig presentation om 20 minuter på engelska och skriftligt med 20 sidor på engelska. Utdrag ur kursplan:

Mål/Förväntat studieresultat

…

Färdighet och förmåga

…

Studenten skall kunna… Förmåga och färdighet att i internationella sammanhang redogöra sina slutsatser och argument bedöms genom rapportskrivning och muntligt redovisning på engelska.

F7004R Atmosfärsfysik (termin 3)

Studenten examineras i denna kurs bland annat genom deltagande i seminarier, i vilka de redovisar utfört projektarbete. Även för denna kurs står i kursplanen som mål: ”Förmåga och färdighet att i internationella sammanhang redogöra sina slutsatser och argument bedöms genom presentation på engelska”.

Presentationen beskrivs i uppgiften enligt följande:

Presentation (20 min) on a research topic in English (topic should be agreed with the examiner). The topic may be researched either through a literature study or by performing your own analysis of available observational data.

The presentation should include relevant figures and graphs and references to sources of information. It should be at a level that your classmates would understand it and learn something more from it than they have learned in the course. Note that direct copying of text and figures from elsewhere is not acceptable.

End of October ca 4 pages: Preliminary Design … Presentation: ca- 20 minutes December: ca. 20 Pages: Detailed Design … Presentation: ca 30 minutes

1 week of February: Ca 30 Pages: Final Report … Presentation: ca 30 .. 45 Minutes

(17)

17 P7001R Rymdteknikprojekt 1 (termin 3).

Studenterna redovisar och argumenterar i denna kurs muntligt och skriftligt för sina arbetsresultat flera gånger under projektförloppet via Instrument Proposal, Preliminary Design Review, Critical Design Review, Flight Acceptance Review och Final Report. Dialogen förs både med forskare (examinator) och med övriga studenter vid dessa presentationer. En del av studentgrupperna deltar i internationella studentprogrammen BEXUS (Ballong Experiment for University Students) och REXUS (Rocket Experiment for University Students) som arrangeras av det Europeiska rymdbolaget ESA, tyska rymdbolaget DLR, Rymdstyrelsen och SSC. Arbetsredovisningar i dessa fall sker i två steg, dvs steg 1 – redovisning inför lärare, steg 2 – redovisning inför panelen av internationella experter vid ESA.

Exempel: Skriftlig förmåga i internationella sammanhang

Skriftig rapportering i olika form på engelska återfinns i så gott som alla programmets kurser. Dessa är i form av inlämningsuppgifter, labrapporter, samt projektredovisningar. Här nedan ges tre exempel utspridda över programmets tre första terminer:

CanSat (termin 1). Projektkurs. Kursens delmoment rapporteras skriftligt (och muntligt) i tre olika steg.

Studenterna måste här genomgående argumentera för och motivera gjorda val. Utdrag ur uppgifts- beskrivning:

R7017R Rymdfysik (termin 2). Kursen innehåller en inlämningsuppgift rörande norrsken; egenskaper och förekomst. Uppgiften examineras med skriftlig rapport, i vilken studenten skall motivera sina val av observationer, jämföra observationer med andra data, samt presentera sina slutsatser. Rapporten skrivs på engelska. Utdrag ur uppgift:

3. Write a report (one report/pair) of not more than 6 A4 pages (including pictures) to present your results. Deadline: 30 April 2012, 16:00.

R7008R Rymdfarkostteknik (termin 3). Kursen innehåller en projektuppgift vid vilken en mjukvara (ESATAN) används för att simulera termiskt beteende på ett rymdinstrument. Uppgiften examineras via en rapport. Studenterna ger i rapporten en bakgrund till problemet, teoretiska beräkningar, samt resultat från simuleringar. Rapporten exemplifieras här med slutsatsen klippt ur en studentrapport:

5 Conclusion

A simple Thermal Control System for a small LEO satellite was designed using analytically methods and ESATAN software. Satellite heat fluxes were estimated and simulated. Using a suitable configuration of surface materials, the temperatures of the spacecraft instruments were regulated. However, as calculations and simulations suggested, it was difficult to provide sufficient heat to keep instruments from getting too cold. Adding a heater to the Thermal Control System was suggested.

Muntlig och skriftlig presentation på engelska, i en internationell miljö, är examinerande moment i ett stort antal kurser i programmet. Vi drar i och med detta slutsatsen att Examensmål 4 väl uppfylls inom Programmet.

End of October ca 4 pages: Preliminary Design

…

December: ca. 20 Pages: Detailed Design

…

1 week of February: Ca 30 Pages: Final Report

(18)

För masterexamen ska studenten visa förmåga att inom huvudområdet för utbildningen göra bedömningar med hänsyn till relevanta vetenskapliga, samhälleliga och etiska aspekter samt visa medvetenhet om etiska aspekter på forsknings- och utvecklingsarbete

Som Masterexamen är Programmet starkt relaterat till pågående forskning, och har sålunda vetenskapliga aspekter i ett flertal moment. Området rymdteknik i sig utvecklar och forskar ofta inom områden som antingen berör det omgivande samhället, eller som genererar teknik ”spin-off” till samhället. Ett specialfall av detta är militär användning av rymdteknik, vilket är ett område som för in etiska aspekter på rymdteknikens användning. I programmet utförs:

• Lektioner om samhälleliga och etiska aspekter

• Diskussioner i samma ämnen under lektioner.

• Studentredovisningar av projektarbeten vilka berör ämnena.

• Laborationer som berör samhälleliga aspekter.

I det följande exemplifieras olika delar av examensmålet med konkreta inslag i kurser.

Exempel: Relevanta vetenskapliga aspekter

Som ett specialfall av vetenskaplig koppling i programmet belyses i det följande exemplet en vetenskaplig aspekt som på sikt kommer att bli samhällelig.

R7004R Rymdfarkosters fysiska omgivning (termin 2).

I kursen ingår en gästföreläsning som behandlar ”människan i rymden” och de specifika krav på omgivande rymdmiljö som detta ställer. I kursen behandlas problemet med den ökande mängden rymdskrot - ”rymd ekologiska” aspekter och säkerhet för satelliter och rymdstationen. Det handlar om att göra en bedömning – vilka omloppsbanor skall användas för satelliten, och om att ta fram nya teknik som ”rensar bort” skrotet. Exempel ur kursplan:

Studenten skall vara medveten om de möjliga negativa konsekvenser som satelliter i rymden kan generera, såsom t.ex. rymdskrot. Detta visas genom värdering av härmed förknippade frågeställningar.

Exempel: Relevanta samhälleliga och etiska aspekter F7002R Numeriska metoder (termin 3).

Rymdteknik kan användas för att ta fram information om vår omgivning, som belyser samhälleliga utmaningar som t.ex. frågan om klimatförändring. I denna kurs behandlas bl.a. problemet med koldioxidökningen i atmosfären, vilket ger studenterna ett handfast underlag till diskussioner kopplade till klimatfrågor. Följande examinationsexempel är hämtat från en inlämningsuppgift:

Go to NOAA home page ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/in-situ/

There you find monthly average values of CO2 concentration from four places on Earth, namely

Barrow brw from 1973 brw_01C0_mm.co2

Mauna Loa mlo from 1974 mlo_01C0_mm.co2

Samoa smo from 1976 smo_01C0_mm.co2

South Pole spo from 1975 spo_01C0_mm.co2

Your task is to choose one of these measurement sets and reproduce the corresponding figure in Garcia, namely Figure 5.7, but with all measurements from start of the measurements up to year 2008. You shall then use linear regression to find the rate of increase of CO2 in ppm per year at the chosen location. Based on that you shall approximate the CO2 concentration in year 2020 and 2050. You shall also predict the year when the CO2 concentration is 10% above the 2008 level. Discuss the linear regression! Is it a good fit?

F7004R Atmosfärsfysik (termin 3). I denna kurs ingår en projektdel där studenterna väljer tema utifrån 20 förslag. Arbetet presenteras för samtliga studenter, och ligger till grund för diskussion. Förslagen in-

(19)

19

kluderar ett antal ämnen som berör samhälleliga och etiska aspekter på atmosfärsfysik. Etiska aspekter kan diskuteras utifrån ett ökat flygresande vilket påverkar atmosfären. Klimatförändringens ekonomiska konsekvenser är en samhällelig aspekt, likväl som ozonutsläpp som påverkar troposfär och stratosfär.

Utdrag ur uppgiftstext:

Kursen innehåller också en laboration i spektroskopi, vilken behandlar spektrum av växthusgaser.

Kursen innehåller vidare lektioner om klimatförändring och antropogena faktorer. I detta sammanhang visas och diskuteras Al Gores film i ämnet; ”An Inconvenient Truth”. Ur kursplanen för F7004R:

Värderingsförmåga och förhållningssätt

Studenten skall kunna visa insikt om atmosfärens betydelse för livets existens på jorden samt människors ansvar för detta. Dessa visas genom värdering av härmed förknippade frågeställningar. Genom arbete under seminarier skall studenten kunna identifiera sitt behov av ytterligare kunskap och ta ansvar för sin kunskapsutveckling.

R7011R. Bildbehandling med rymdtillämpningar (termin 3). Syftet med kursen är att studenten ska tillägna sig breda kunskaper inom området bildbehandling för rymdtillämpningar. I satellitapplikationer kan bildbehandling användas för att på tidiga stadium upptäcka samhällsförändringar, vilket illustreras av nedanstående tentamensexempel.

a) How can you by using satellite images see damage in forests at an early stage, before it is recognized by the locals?

b) When you are using satellite images to study the growth of blue-green algae there is a special problem. What problem (name and source)?

Exempel: Medvetenhet om etiska aspekter på forsknings- och utvecklingsarbete

Rymdteknik och militär verksamhet kopplas ofta samman, direkt eller indirekt. Detta resonemang kommer upp under utbildningen, och kräver etiska aspekter i resonemang och förhållningssätt. Här visas detta med två exempel.

R7013R Rymdinstrument (termin 3)

Kursen behandlar instrument för energirika partiklar. Vissa typer av dessa instrument (för Jupiters måne Gannimed) har speciella egenskaper och fungerar i miljöer med höga strålningsnivåer. Teknologiska principer kan därmed tillämpas för strålningsskydd för bemannade rymdresor samt kärnkraftreaktorer.

Skyddsprinciperna kan utsträckas till att täcka militära behov (atomkrigföring), vilket ställer krav på ett etiskt förhållningssätt. Individuell examination i kursen sker dels genom en skriftlig tentamen, dels genom skriftlig redovisning av hemuppgifter och projektarbete. I kursplanen framgår:

Värderingsförmåga och förhållningssätt

Studenten skall kunna visa insikt om teknikens möjligheter och begränsningar samt människors ansvar för hur den används. Dessa visas genom värdering av härmed förknippade frågeställningar.

Presentation (20 min) on a research topic in English (topic should be agreed with the examiner). The topic may be researched either through a literature study or by performing your own analysis of available observational data.

5. ….

6. Airplane influence on the atmosphere 7. Atmospheric effects and airplanes

8. Climate change and economic consequences

9. Influence of atmospheric parameters on low altitude spacecraft drag 10. Ozone in the troposphere and stratosphere

11. …..

(20)

20

F7003R Optik och radarbaserad observationsteknik (termin 2, LTU).

Kursen behandlar bland annat design av arrayradar. Denna typ av system kan, förutom för forsknings- syfte, användas för militära ändamål i syfte att oskadliggöra, spåra eller osynliggöra militära enheter.

Dialog runt denna etiska aspekt förs i kursen. Nedan ett utdrag ur en uppgift att designa en arrayradar, vilken examineras genom skriftlig rapport:

Utifrån ett vetenskapligt perspektiv kan kunskap och erfarenhet ur Programmets kurser appliceras på samhälleliga aspekter som klimatförändringar och skogsbruk, såväl som på etiska aspekter gällande teknikens påverkan på vår miljö samt dess nyttjande för militära ändamål. Dessa delar belyses i undervisningen genom lektioner och diskussioner, och fenomenen examineras via muntliga och skriftliga redovisningar samt laborationer. Vi drar i och med detta slutsatsen att målet väl uppfylls inom Programmet.

Optimization of phased array antenna radiation pattern and array configuration

Configure a phased array consisting of 64 lined up individual isotropic antennas with the composite main antenna beam into vertical direction. Design a Matlab code basing on the governing equation (1) (J. Röttger, The Instrumental Principles of MST Radars, Ch. 2.1) and investigate how the radiation pattern changes if the following parameters are modified:

 ratio between wavelength and distance between individual elements;

 distance between individual elements (space weighting);

 zenith angle (aspect sensitivity);

 number of antenna elements.

Try to find the optimal design for the antenna array. Discuss possibilities for implementation of electrical weighting.

(21)

21 Del 2 Lärarkompetens och lärarkapacitet

Utbildningen bedrivs vid flera lärosäten. Samtliga kursansvariga lärare är disputerade. Vid JMUW och UPS är det enbart professorer som kan sätta betyg. Lektioner ges endast av disputerade lärare, medan laborationer och inlämningsuppgifter delvis hanteras av. Alla lärare vid partner universiteten är aktiva forskare inom var sitt område och har framträdande positioner i internationella rymdorganisationer och kommittéer. CV för dessa personer vid dessa universitet kan redovisas på begäran.

Vid LTU bedrivs undervisning av avdelningen för rymdteknik vid institutionen för system- och rymdteknik (SRT) vid Rymdcampus i Kiruna. Vid Rymdcampus finns en professor (ämnesföreträdare), en docent, tre disputerade lektorer, två forskarassistenter, fyra doktorander och två tekniker. Alla personer deltar i olika grad i undervisningen. Samtliga lärare vid LTU har genomgått universitetspedagogisk och/eller handledarutbildning. En lärare har blivit belönad med pedagogiskt pris.

I tabell 2 nedan redovisas disputerade lärare vid LTU för hösten 2012. I tabell 2 redovisas även ett urval av lärare vid partneruniversitet samt från forskande organisationer som är engagerade i Programmet vid samma tidpunkt. Procentfördelning anges endast för lärare anställda vid LTU.

Professorer och disputerade forskare vid IRF och EISCAT deltar i undervisningen. Då LTU sitter i samma byggnad som dessa organisationer borgar detta för väl etablerade kontakter och tillgång till tekniska faciliteter för tester och tillverkning. Studenter välkomnas att närvara vid IRF seminarier, där pågående forskning vid IRF och EISCAT presenteras samt internationella gästforskare från bl.a. USA, Japan, Frankrike, Finland, Storbritannien, Schweiz, Indien, Ryssland håller seminarier. Varje år erbjuder IRF mellan 5 och 8 platser för projektanställningar (internships) och examensarbete vid tre forskningsgrupper vid IRF-Kiruna och samt vid två grupper vid IRF-Uppsala.

Programmet arbetar med ett väl utbyggt nätverk av gästlärare. Dessa kommer från RUAG (Sverige), Astrium (Storbritannien), ESA (Nederländerna), Karolinska Institutet (Sverige) samt från MIT (USA).

Gästlärare för respektive kurs, samt vilket moment som berörs, redovisas i tabell 3 nedan.

Antal helårsstudenter

Hösten 2012 Antal

Helårsstudenter 49

Studenternas förutsättningar

Programmet antar som ett Erasmus Mundus samarbete internationella studenter från hela världen.

Detta, tillsammans med det faktum att studentgruppen studerar på flera olika lärosäten i flera olika länder, borgar för ett internationellt förhållningssätt samt förståelse för olika kulturer hos studenterna.

Sökande till programmet rankas av en antagningsnämnd enligt rankningskriterier fastställda av kon- sortiemedlemmarna. Denna process skapar förutsättningar för att anta studenter med god akademisk bakgrund och utvecklingspotential. Kriterierna bygger på utvärdering av de sökandes akademiska meriter i kombination med EU rekommendationer för rankning av universitet, samt övrig erfarenhet hos de sökande. Det som rankas är:

 Akademiska resultat

 Universitetsrankning

 Praktisk erfarenhet

 Erfarenhet av studier utomlands

Stor vikt läggs vid att hålla processen tydlig och transparent, i avsikt att undvika anklagelser om ojämlik behandling. Rankningslistor skickas till EACEA för godkännande och kontroll. Därefter får studenter antas.

(22)

22 Del 3 Andra förhållanden

Det självständiga arbetet omfattar 30 Hp, och utförs under termin 4. Det självständiga arbetet utförs alltid individuellt, och studenten tilldelas alltid två examinatorer från två partneruniversitet samt en handledare från en industri eller forskningsorganisation. Muntlig presentation sker vid det universitet där studenten vistas under andra året. Examinator från ett annat universitet deltar via Skype eller Adobe.

För CTU och Aalto reser LTU examinatorer dit. LTUs lärare ingår i CU examination Board som godkänns av Faculty (Barabash och Ejemalm har recognised teacher status at CU). Med UPS skickar vi varandra skriftliga utvärderingar. Examinatorer strävar efter utökat samarbete med varandra för att ge bättre stöd och vägledning till studenten. Från LTU får studenten alltid skriftlig utvärdering med kommentarer om sitt arbete.

Studenter uppmanas att söka exjobb utanför universitet eftersom detta är ett steg in i arbetslivet.

Examensarbeten har utförts vid:

• IRF (Sverige)

• SSC (Sverige)

• RUAG (Sverige)

• Volvo Aero (Sverige)

• LKAB (Sverige)

• Japanska rymdbolaget, JAXA (Japan)

• Europeiska rymdorganisationen, ESA (Nederländerna, Tyskland, Frankrike)

• Tyska rymdbolaget, DLR (Tyskland)

• Franska rymdbolaget, CNES (Frankrike)

• European Aeronautic Defence and Space Company, EADS (Tyskland, Frankrike)

• Astrium (Tyskland, Storbritannien)

• Thales Alenia (Frankrike) Programmets kvalitetssäkring

Programmets innehåll samt funktion överses via ett kvalitetssäkringssystem vilket skall säkerställa att alla aspekter fungerar som avsett, samt se till att problem hanteras på lämpligast sätt. För att åstadkomma detta genomförs enkäter vid varje universitet för att samla in information från studenterna. Genomförda åtgärder rapporteras sedan tillbaka till studenterna. Denna process leds av programmets styrgrupp, bestående av programansvariga utbildningsledare från respektive partneruniversitet. I tillägg till studenternas syn på programmet, samlas vid varje lärosäte information in varje läsår rörande introduktion och information till studenter, studiemiljö, lokaliteter, universitetsservice, hälsovård, administration, boende samt kulturell integration. Resultaten av denna kontinuerliga utvärdering diskuteras vid möten som hålls mellan styrgrupp och administrativa enheter under regelbundna konsortiemöten.

I tillägg till denna ”interna” kvalitetssäkring används ett ”External Advisory Board” (EAB), bestående av medlemmar från akademi, forskningsinstitut samt företag. Denna gruppering samlar in information från varje lärosäte rörande undervisning på master nivå, samt hur kvalitet och uppföljning av denna hanteras vid respektive lärosäte. EAB sammanställer samt sprider denna information till samtliga konsortiemedlemmar samt till styrgruppen. Även direktoratet för bemannade rymdfärder vid European Space Agency (ESA) deltar aktivt i kvalitetssäkringen av programmet. Detta genom att välja ut stipendiater för ESA-HSF stipendier, följa arbetet av studenter vilka utför exjobb vid European Space Research and Technology Centre (ESTEC), samt genom att utvärdera examensarbeten som utförts av ESA-Human Space Flight (HSF) stipendiater.

(23)

23 Tabell 2: LÄRARKOMPETENS OCH LÄRARKAPACITET

Eventuella generella kommentarer Akademisk titel/

akademisk examen (professor, docent, doktor, licentiat, master, magister)

Anställningens

inriktning Professions-

kompetens Anställ- ningens omfattning vid lärosätet (% av heltid)

Undervis- ning grundnivå (kandidat) inom huvudom- rådet (%

av heltid)

Undervisning avancerad nivå (magister och/eller master) inom huvud- området (% av heltid)

Tid för forskning vid lärosätet (% av heltid)

Namn Kommentar

Professor i rymdteknik

Rymdteknik 100 % 0 % 10 % 90 % Stefan Bűhler Ämnesföreträdare

Docent i rymdteknik

Rymdteknik 100 % 0 % 50 % 50 % Mathias Milz Universitetslektor, utbildningsledare för mastersprogram Jordensatmosfär och solsystemet

Doktor Rymdteknik 100 % 0 % 70 % 0 % Victoria Barabash Universitetslektor, utbildningsledare för Erasmus Mundus mastersprogram i rymdvetenskap och rymdteknik,

avdelningschef 30% av sin anställning

Doktor Rymdteknik 100 % 0 % 100 % 0 % Anita Enmark Universitetslektor Doktor i teoretisk Rymdteknik 100 % 0 % 100 % 0 % Johnny Ejemalm Universitetslektor,

utbildningsledare för

(24)

24

fysik civilingenjörsprogram i

rymdteknik, koordinator för examensarbeten Professor i

rymdfysik

Rickard Lundin IRF

Doctor Gabriella Stenberg IRF

Doctor ESA Turunen EISCAT, föreståndare Doctor Dmitry Titov ESA, Nederländerna

Doctor Torbjörn Hult RUAG

Doctor Mike Sprague Astrium, Storbrittanien Professor Klaus Schilling JMUW

Professor Hakan Kayal JMUW

Professor Jűrgen Wolff von Gudengerg

JMUW

Professor Dietmar Seipel JMUW

Professor B. Parkinsson CU

Doctor Steve Hobbs CU, föreståndare för Cranfile Research

Centre,School of Engineering

Professor Aarne Halme Aalto university Professor A Visala Aalto university

(25)

25

Professor Christophe Peymirat UPS Professor Genevieve Soucail UPS

Professor Michael Sebek CTU

Docent Martin Xromcik CTU

Professor Yosufumi Saito University of Tokyo, JAXA

Docent Rees Fullmer Utah State University, USA

(26)

26

Tabell 3. Gästlärare engagerade i Programmet

Kurs Gästlärare Tema

Rymdfarkosters fys. omg Prof. Dag Linnartsson , KI

Prof. Chu Lai, MIT Fysiologiska aspekter vid rymdfärden

Strålningsskydd av satelliter Optic och radar Dr. Ingemar Häggström , Dr Björn Gustavsson,

EISCAT EISCAT radar experiment

Studiebesök till EISCAT mottagarstation

Rymdfysik Dr. Gabriella Stenberg, IRF Hela kursen

Rymdfarkost design Dr. Priya Fernando, Astrium Dr. Mikael Sprague, Astrium Dr. Torbjörn Hult, RUAG

Propulsion

Termisk design av satelliter Satellit design

Rymdinstrument Dr. Dmitrij Titov, ESA Prof. Rickard Lundin, IRF

Ingenjörer Herman Andersson, Magnus Oja, IRF

ESA missions to study planetary surfaces and atmospheres.

Partikelmätningar i rymden

Instrument tillverkning och rymdtester Solar System Physics Dr. Gabriella Stenberg, IRF Planetära magnetosfären

Atmosfärsfysik Dr. Peter Völger, IRF

Docent Uwe Raffalski, IRF Radiosond mätningar och studiebesök till lidaranlägging

Studiebesök av atm. instrument vid IRF

Projektkurser Ingenjör Magnus Oja, IRF

Johan Svensson, IRF Skaktester av studentinstrument. Assistans vid tillverkning av instrumentdelar som kräver speciella kunskaper och maskiner/instrument.

Vakuum test av instrument.