Satellitentechnik

Die Arbeitsgruppe Satellitentechnik wurde im Zuge der Neuausrichtung des Instituts für Raumfahrtsysteme gegründet. Ergänzend zu den Aktivitäten der Arbeitsgruppe Raumfahrtrückstande, untersucht die AG  Satellitentechnik die aktive Entfernung von Weltraummüll.  Die Forschungsschwerpunkte umfassen:

• Bahn- und Lageregelung von Raumfahrzeugen
• Docking mit nicht-kooperativen Zielen
• Entwicklung, Test und Betrieb von Kleinsatelliten
• Entwicklung von neuartigen Dockingmechanismen

Langfristig ist die Entwicklung eines Kleinsatelliten für Tests und Verifikationen der Forschungsergebnisse im Orbit vorgesehen. Hierzu wird zunächst die notwendige Infrastruktur bestehend aus einem Satellitenintegrationsraum und einer Bodenstation zur Kommunikation mit dem Satelliten geschaffen.

In der Arbeitsgruppe Satellitentechnik werden neuartige Missionskonzepte zur Durchführung von „Active Debris Removal“ Missionen entwickelt. Insbesondere werden unkooperative Ziele, wie taumelnde Raketenoberstufen, betrachtet. Diese sollen durch das Andocken eines Servicers stabilisiert und somit für einen kontrollierten Widereintritt vorbereitet werden. Der Fokus hierbei liegt insbesondere in der Mehrkörperdynamik sowie Lagestabilisierung im All.

Ein Dockingmechanismus für den Servicer wird auf Basis von biologisch inspirierte Materialien entwickelt. Betrachtet werden unter anderem selbsthaftende bionische Materialien beziehungsweise Mechaniken, welche die Eigenschaften von Gecko Füssen imitieren.  

Zur Validierung des Dockingmechanismus, sowie von Navigationstechniken wird eine Versuchsumgebung bestehend aus einen Luft-Lagertisch sowie einem Roboterarm und mehreren Satelliten-Simulationstestkörpern aufgebaut. Hierbei ist besonders hervorzuheben, dass die Experimental-Satelliten keine eigenständige Druckgasversorgung benötigen und somit auch Langzeitsimulationen möglich sind.

 Arbeitsgebiete

Zu den Tätigkeits- bzw. Forschungsschwerpunkten der Gruppe Satellitentechnik zählen:

• Bahn- und Lageregelung von Raumfahrzeugen
• Optimierung von Trajektorien (Satellitenbahnen) für Rendezvous- und Dockingoperationen
• Annäherung Strategien für „Proximity Operations“
• Formationsflug
• De-Tumbling Konzepte
• Docking mit nicht-kooperativen Zielen
• Untersuchung neuartiger Materialien und Konzepte
• Konzeptionierung von Missionsszenarien für „Active Debris Removal“
• Entwicklung, Konstruktion und Test von Dockingmechanismen
• Risikobewertung des Satellitenbetriebs

•  Unterstützung von Satellitenbetreibern bei Optimierung von Bahnmanövern zur Kollisionsvermeidung
•  Tradespace-Analysen zu Ausweichmanövern und Kollisionswahrscheinlichkeiten
•  Werkzeuge zur „Space Situational Awareness“
• Entwicklung, Test und Validierung von Kleinsatelliten
• Systemintentwurf und Integration von Cubesats
• Missionsplanung
• Technologie Erprobung
• Operationaler Betrieb
• Autonomie und fehlertolerante Steuerung