Raumfahrttechnik

CAREER

Projektübersicht

ProjektnameCAREER – CubeSat Robotic Environment for Educational Research
Projektlaufzeit01.10.2022 - 31.12.2024

Projektbeschreibung

Die steigende Anzahl von Satelliten im Erdorbit erhöht auch die Menge des sich in der Erdumlaufbahn befindenden Weltraumschrotts. Dabei stellen nicht nur ausgediente Satelliten, sondern auch Fragmentationselemente (durch Kollisionen und Explosionen) eine Gefahr für den Betrieb aktiver Raumfahrzeuge dar. Neben einem dem European Code of Conduct entsprechenden Missionsentwurf ist die aktive Entfernung und die Vermeidung von Weltraummüll durch die Verlängerung der Satellitenlebensdauer ein wichtiges Element und damit neues Forschungsgebiet. Eine besondere Herausforderung sind hierbei die für die Beseitigung und Wartung von Satelliten benötigten sogenannten Rendezvous und Docking (RVD) Manöver. Im Fall der Beseitigung von Weltraumschrott ist das taumelnde Zielobjekt nicht kooperativ. Daher müssen seine Bewegungen von außen erfasst und bewertet werden. Im Fall der Verlängerung der Lebensdauer ist eine hohe Präzision und ein hoher Grad an Autonomie für das kooperative Docking notwendig. Es wurden in der Vergangenheit bereits einige Konzepte für sowohl das kooperative als auch das nicht-kooperative Docking entwickelt, jedoch bislang wenige in ein für den Orbit-Einsatz geeignetes Kleinstsatelliten-System integriert und untersucht. Grund hierfür war bisher, dass es wenige Entwicklungen in Aktorik und Sensorik gab, die einen vielversprechenden Einsatz auf Kleinstsatelliten ermöglicht haben.

Ziel des CAREER Vorhabens ist es deshalb eine robotische Testumgebung für die praktische Erforschung von RVD-Manövern aufzubauen und in Betrieb zu nehmen. Die Testumgebung besteht im Kern aus zwei Roboterarmen, welche die Relativbewegungen von zwei Satelliten simulieren werden. Für die anspruchsvolle Bahn- und Lageregelung, die essenziell für erfolgreiche Manöver ist, werden am Fachgebiet entwickelte Antriebe verwendet, deren Charakteristik für die realitätsnahe Regelung der Roboterarme im Vorfeld praktisch hergeleitet und verifiziert wird. Die Docking-Mechanismen und Sensoren werden mit am Fachgebiet für Raumfahrttechnik der TU Berlin erprobten Satellitenplattformen erforscht. Die Besonderheit des Vorhabens besteht unter anderem im Aufbau der Testumgebung, welche über einen Simulator für die Satellitenpositionierung und fürs Docking aktive iSSI-Schnittstellen sowie passive Gecko-Schnittstellen verfügt. Um einen späteren Betrieb der Satelliten während der Docking-Manöver zu ermöglichen, werden außerdem entsprechende Betriebsszenarien ausgearbeitet sowie mithilfe der Testumgebung implementiert und an das Gesamtsystem angepasst.

Teammitglieder

An der TU Berlin sind die folgenden Teammitglieder mit dem Projekt beschäftigt:

Förderung

  • CAREER wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - Abteilung Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert.

Kontakt

Balthasar Johannes Jäger

Wiss. Mitarbeiter_in

b.jaeger@tu-berlin.de

Publications