ERSTER SPRUNG IN DEN WELTRAUM

Transkript

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2 ERSTER SPRUNG IN DEN WELTRAUM 03. OKTOBER 1942 (Ergebnis 10-Jahresprogramm) A4-START PEENEMÜNDE MACH 5 HÖHE: REICHWEITE: 84.5 km km STARTGEWICHT: ~ 14 t A4 V2

3 Photo mit einer Kamera auf der Nase der V2-Rakete (White Sands 1947, Rückkehr mit Fallschirm)

4 ERSTER KÜNSTLICHER SATELLIT 04. OKTOBER 1957 ORBIT HÖHE: MASSE: GRÖSSE: LEBENSZEIT: SENDER: 229 km / 946 km 83.6 kg KUGEL Ø 58 cm 21 TAGE 20 MHz / 40 MHz SPUTNIK 1

5 SPUTNIK I (geöffnet)

6 Beginn des Satellitenzeitalters Sputnik ,6 kg 229 km / 940 km 1.Satellit, Kugel 58cm Sputnik ,3 kg 229 km / km Hund Laika Explorer ,2 kg 341 km / km Entdeckung Van-Allan-Belt Vanguard ,5 kg 658 km / km Geophysik Sputnik kg 217 km / km Geophysik Vostok Erdumlauf 108 min Juri Gagarin Merkur-Redstone Ballistisch 15 min Alan Sheppard Telstar kg 954 km / km 1. Kommerzieller TV-Sat, AT&T, NASA, 7 Monate Lebensdauer Azur kg 385 km / 3146 km 1. deutscher Satellit

7 Klassifizierung, Erkennung, Identifizierung SPIONAGE SATELLIT KH-7 ( ) GSD: 1,2/0,6 m Ramenskoye Airfield Kazakhstan

8 SPIONAGE SATELLIT KH-7 Klassifizierung, Erkennung, Identifizierung Soviet Union Dolon Airfield Bildaufzeichnung Genehmigungen

9 BODENAUFLÖSUNG MIT SATELLITEN IM LEO 2010 KH = Keyhole

10 Erster Wettersatellit TIROS 1 (Start )

11 TELSTAR vorgeschlagen von einem Science Fiction Author A.C. Clarke 1960 Start eines 30,5 mø Plastik Ballons als passiver Reflektor / Echo Start des ersten Kommunikationssatelliten ( ) 1962 Instrumental Hit Telstar von den Tornados (Aug. 62) Ø 90 cm / Gewicht 80 kg 600 Telefonkanäle oder 1 TV Kanal Lebensdauer ~ 1 a 13 Wochen in den TOP 40 Charts 3 Wochen als Nr. 1

12 SYMPHONIE 1974 Erster deutsch-französischer Kommunikationssatellit 3-Achsenstabilisiert durch kleine Triebwerke USA verhindert eine kommerzielle Nutzung ESA startet das ARIANE Programm

13 2.170 Satelliten in UDSSR + Partner = USA + Partner = 763 Andere 35

14 SATELLITEN UND DEBRIS LEO Satelliten & Raumfahrzeuge gestartet verglüht / zurückgekommen Raketenteile in Weltraum gebracht verglüht im Orbit bzw. interplanetar unterwegs: GEO Satelliten & Raumfahrzeuge Raketenteile >> t/a Meteoritenmaterial auf die Erde

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17 ANWENDUNGEN VON SATELLITEN

18 Dezember 2007: 6,7 Milliarden

19 IN SYMBIOSE MIT GROSSEN SATELLITEN MIT KOMPLEMENTÄREN AUFGABEN DLR-TUBSAT 0.35m x 0.35m x 0.35m 42 kg GRACE 3m x 1.9m x 0.7m 487 kg ENVISAT 10m x 5m x 26m 8200 kg

20 Neue Technologien Pentium 4 Handy UMTS GPS GIS SiC, AlN, HTS Neuronale Netze Mikroelektronik & Miniaturisierung Nanotechnik Digitalisierung Globale Kommunikation & Navigation Neue Werkstoffe Kleinsatelliten als technologische Wunderpakete

21 2006

22 Filmkamera KAMERAS Digitalkamera

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24 HERSTELLUNG VON MIKROSTRUKTUREN Lithographie, Galvanoformung und Abformung

25 135 K SUPRALEITER

26 Armbanduhren mit GPS

27 Marktlücke für Kleinsatelliten I 1) Kurze Entwicklungszeit 1-3a 2) Geringe Einzelkosten k /kg 1Mio 10 Mio pro Satellit 3) Viele kleine Satelliten anstatt eines großen Satelliten 4) Ideale Ausbildungsprojekte (Gesamtsystemüberblick & Subsysteme in kurzer Projektlaufzeit) 5) Attraktive Projekte mit hohem Identifizierungspotenzial 6) Raumfahrtqualifizierung von Software & neuen Technologien ohne Gefährdung Anderer Risikominderung für große Satelliten

28 Doktoranden Stefan Schulz und Marc Steckling Start 1999 mit indischer Rakete

29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Weltraumsensorik, Berlin-Adlershof Technische Berlin Institut für Luft- und Raumfahrt START DLR-TUBSAT 3 Kameras: Weitwinkel-, Normal,- und Teleobjektiv Transmitter: S-Band (analog/digital, 5W RF) Auflösungsvermögen: 392 m x 378 m 125 m x 121 m Start: 26.Mai 1999 Trägerrakete PSLV der indischen Raumfahrtorganisation ISRO Orbit (Sonnensynchron): Höhe: 723,83 km Neigung: 98,37 0

30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Weltraumsensorik, Berlin-Adlershof Technische Berlin Institut für Luft- und Raumfahrt Beispiel Kapstadt Aufnahme LandSat Kapstadt (Südafrika)

31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Weltraumsensorik, Berlin-Adlershof Technische Berlin Institut für Luft- und Raumfahrt Zielverfolgung (Target Pointing) DLR-TUBSAT Aufnahme: Kapstadt (Südafrika) mit km/h, normale Fluggeschwindigkeit Steuerung und Nachverfolgung mit Joystick!

32 Target Pointing Mode

33 Etna, Sicilia

34 DLR-EXPERIMENTAL SATELLIT IN KLEINFORMAT ERSTER SATELLIT ZUR BEOBACHTUNG VON HOCHTEMPERATUR - EREIGNISSEN BIRD START: 22. Oktober 2001 von Hans Peter Röser ISRO Vulkanausbruch Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung Industrie - Desaster Feuer

35 BIRD-Satellit 94kg 62cm x 62cm x 55cm 200W Spitzenlast VIS+NIR+MIR+TIR - Kanäle Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH Global Fire Monitoring Center

36 BIRD Start: 22. Oktober 2001 Startrakete: Nutzlasten: Orbit: PSLV-C3 (Indien) TES (ISRO), PROBA (ESA), BIRD (DLR) 568km zirk., i = 97.8 (sonnensynchron) Quellenangabe Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung 36

37 Australische Buschfeuer 4.Jan :08 Ortszeit BIRD-Aufnahme im MIR-Kanal Feuer farbmarkiert ca. 82km ca. 53km Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung

38 Feuerfronten in Australien BIRD MIR-Bild, Australien, 04. Januar 2002 BIRD MIR-Bild, Australien, 05. Januar 2002 Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung Feuertemperaturen [Strahlungstemperatur]

39 39 er Kleinsatelliten Programm LUNAR, MISSION 11. Feb. BW Technology demonstration beyond LEO Multi-spectral high resolution imaging Lunar and interplanetary observation Impact experiment 39 PERSEUS 2008/09 Propulsion Test bed UV Telescope for Astronomy FLYING LAPTOP 2007/08 Technology Demonstrator - FPGA, GPS, Solar cells, Ka-band, Gyros Earth Observation - Ka-band, VIS/NIR, TIR Rent-a-Sat Prinzip CERMIT / DESIRE Technology demonstrator for: Mission analysis and ground station Aero-thermodynamic Heat shield materials Guidance, Control, Optimization Institute of Space Systems,

40 IRS-StW-SATELLITENBODENSTATION VHF: 140 MHz Band UHF: / MHz Band L-Band: ~1.5 GHz S-Band: 2 GHz (im Aufbau) Ka-Band: 20/30 GHz (in der Anschaffung) East North 500 m Höhe ü. M.

41 STUTTGART RENT-A-SAT FLYING LAPTOP S + K A + K U - Band System RG-NIR-TIR Kameras S-Band Low Gain Polar Orbit / ~700 km / Sun Synchron / 2008 TIR Kamera ( Blocking) mit GSD 50 m RG(B)-NIR Kamera mit GSD 25 m 20 GHz Radar 60 W Fläche ø 25 km Internet Kommunikation & Server Breitband Kommunikation 500 Mbit/s Target Pointing Loadable CPU / FPGA Down-link: 2,2 GHz / GHz (2 o Beam) Up-link: 2,0 GHz / 30 GHz Down/Up: UHF / (VHF) Größe: 62 x 62 x 55 cm 3 Maximum Power: ~200 W STANDARD: PPC Core High Speed Memory: 4x1MBx36 SSRAM Telemetry Memory: 128 MByte Mass Memory: 1 GByte EXPERIMENT: RECONFIGURATION 64 MByte FLASH 128 MByte DDR-RAM (Re-) Loadable CPU Core in FPGA/OBC Completely usable by customer Realtime Operating System

42 7 wissenschaftliche Experimente Star Tracker Drei-Etagen-Experiment Multispektrale Erdbeobachtung BRDF Messungen TDD Messungen Atmospherische Abschwächungen Feuchtigkeit / Regenraten Messungen Ka-Band Ku-Band TV Tower Ground Station Ka-Band Oberflächenreflektions Experiment Near Earth asteroids detection INSTITUTE of SPACE SYSTEMS

43 STUTTGARTER KLEINSATELLIT FLYING LAPTOP Enge Kooperation mit vielen Partnern Finanzierung Uni + finanzielle und materielle Beistellungen der Partner Industrieprodukte werden Raumfahrt qualifiziert Studenten dürfen am Satelliten arbeiten!!!!

44 Drei-Etagen-Experiment: BRDF + Atmosphäre

45 MODELLFLUGZEUG Spannweite 4,3 m

46 Instrumentation First Flight October 2007 Wing Span 4,3 m Spectral ranges: nm nm nm nm nm nm µm µm Ground sample distance: cm cm (VIS/NIR) cm cm (TIR) Swath width: > m Onboard computer: PC/104 Power consumption: ~40 ~40 W Payload weight: kg kg Rescue system: Main parachute and and opening parachute Pyrotechnical release Rate of of descent: 4 m/s m/s

47 All-Sichten

48 Status Quo: Bisherige Mondmissionen Apollo 8, AsiaSat 3/HGS-1 Cassini Clementine Explorer 35, 49 Galileo Hiten & Hagoromo Luna 1-24 Lunar Orbiter 1-5 Lunar Prospector Lunochod 1, 2 Nozomi Pioneer 4 Ranger 3-9 Surveyor 1-7 SMART-1 Zond 3, 5-8 GESAMTZAHL: 71 MISSIONEN (davon neun bemannt)

49 LUNAR-A (Japan) 2010 Quelle: CASC, JAXA, ISRO SELENE-2/-3 (Japan) nach 2010 SELENE (Japan) 2007 CHANDRAYAAN-1 (Indien) 2007/08 CHANG E-1 (China) 2007/08

50 ERDSCHEIBE VOM MOND AUS Warum wollen wir zum Mond??

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53 Jahre Tim und Struppi (Tintin) von Hergé (Georges Remi)

54 Bislang haben nur große Raumfahrtorganisationen den Mond besucht! möchte die erste sein, die trotz eingeschränkter Finanzmittel aber mit Innovationen eine eigene Mondmission durchführt!!! Ranger 4

55 Quelle: NASA/RPIF, IRS Lunar Mission BW1 Masse: unter 200 kg Nutzlast: ~15-20% Größe: ~ 1 x 1 x 1 m 3 Leistung: max. ~ 1 kw Antrieb: Arcjet und PPT-Cluster S- und Ka-Band-Kommunikation Parabolantenne mit 1 m Durchmesser

56 Kleinsatellit Lunar Mission BW1 Modell im Maßstab 1:1

57 MOTIVATION FÜR LEHRE UND AUSBILDUNG >800/a Studenten Projekte & Vorlesungen 10 Jahresprogramm mit Industrie & Nutzern Angebot für die besten Studenten in RAUMFAHRTTECHNIK und ANWENDUNGEN Kleine und große Projekte 6. Semester in vielen Disziplinen: ~5 Mio. /a Konzepte für kleine Missionen mit limitierten Ressourcen Entwicklung von kompletten Satelliten Start Erfahrungen Operation and Bodenstation Beobachtungen and Experimente Daten Analyse Kalibration & Validierung Team Work soziale Kompetenzen intl. Kooperationen Projekt Management Kombination von Studenten Projekten & Vorlesungen erzeugt hohen Lerneffekt erfolgreiche Studenten hervorragende berufliche Aussichten BIRD

58 Fläche: ~4.000 m 2 Budget: ~10 Million Beginn: ~2007/08 Bauzeit: ~2-3 Jahre IRS Plasma Wind Kanäle RAUMFAHRTZENTRUM BADEN-WÜRTTEMBERG IN STUTTGART

59 1:1 Erdaufgang

60 Aeronautic Projects at NASA Dryden Flight Research Center 6. November 2007 Dr. R. Meyer, NASA/DFRC Dienstag, 17:30 19:00 Uhr