ERSTER SPRUNG IN DEN WELTRAUM 03. OKTOBER 1942 (Ergebnis 10-Jahresprogramm) A4-START PEENEMÜNDE MACH 5 HÖHE: REICHWEITE: 84.5 km 170-300 km STARTGEWICHT: ~ 14 t A4 V2
Photo mit einer Kamera auf der Nase der V2-Rakete (White Sands 1947, Rückkehr mit Fallschirm)
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
SPUTNIK I (geöffnet)
Beginn des Satellitenzeitalters Sputnik 1 04.10.1957 83,6 kg 229 km / 940 km 1.Satellit, Kugel 58cm Sputnik 2 03.11.1957 508,3 kg 229 km / 1.673 km Hund Laika Explorer 1 01.02.1958 8,2 kg 341 km / 2.535 km Entdeckung Van-Allan-Belt Vanguard 1 17.03.1958 1,5 kg 658 km / 3.950 km Geophysik Sputnik 3 15.05.1958 1.327 kg 217 km / 1.878 km Geophysik Vostok 1 12.04.1961 1 Erdumlauf 108 min Juri Gagarin Merkur-Redstone 3 05.05.1961 Ballistisch 15 min Alan Sheppard Telstar1 10.07.1962 77 kg 954 km / 5.636 km 1. Kommerzieller TV-Sat, AT&T, NASA, 7 Monate Lebensdauer Azur 1 08.11.1969 71 kg 385 km / 3146 km 1. deutscher Satellit
Klassifizierung, Erkennung, Identifizierung SPIONAGE SATELLIT KH-7 (1963-1967) GSD: 1,2/0,6 m Ramenskoye Airfield Kazakhstan
SPIONAGE SATELLIT KH-7 Klassifizierung, Erkennung, Identifizierung 20.04.66 Soviet Union Dolon Airfield Bildaufzeichnung Genehmigungen
BODENAUFLÖSUNG MIT SATELLITEN IM LEO 2010 KH = Keyhole
Erster Wettersatellit TIROS 1 (Start 1.04.1960)
TELSTAR 1 1945 vorgeschlagen von einem Science Fiction Author A.C. Clarke 1960 Start eines 30,5 mø Plastik Ballons als passiver Reflektor / Echo 1 1962 Start des ersten Kommunikationssatelliten (10.07.62) 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
SYMPHONIE 1974 Erster deutsch-französischer Kommunikationssatellit 3-Achsenstabilisiert durch kleine Triebwerke USA verhindert eine kommerzielle Nutzung ESA startet das ARIANE Programm
2.170 Satelliten in 1957-1980 UDSSR + Partner 1.345 + 28 = 1.372 USA + Partner 676 + 87 = 763 Andere 35
SATELLITEN UND DEBRIS 1957-2002 LEO 5.534 Satelliten & Raumfahrzeuge gestartet 2.642 verglüht / zurückgekommen 22.064 Raketenteile in Weltraum gebracht 15.942 verglüht im Orbit bzw. interplanetar unterwegs: GEO 2.892 Satelliten & Raumfahrzeuge 6.122 Raketenteile >> 1.000 t/a Meteoritenmaterial auf die Erde
ANWENDUNGEN VON SATELLITEN 030107
Dezember 2007: 6,7 Milliarden
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
Neue Technologien Pentium 4 Handy UMTS www, @ GPS GIS SiC, AlN, HTS Neuronale Netze Mikroelektronik & Miniaturisierung Nanotechnik Digitalisierung Globale Kommunikation & Navigation Neue Werkstoffe Kleinsatelliten als technologische Wunderpakete
2006
Filmkamera KAMERAS Digitalkamera 04.02.06
HERSTELLUNG VON MIKROSTRUKTUREN Lithographie, Galvanoformung und Abformung
135 K SUPRALEITER
Armbanduhren mit GPS
Marktlücke für Kleinsatelliten I 1) Kurze Entwicklungszeit 1-3a 2) Geringe Einzelkosten 10-100 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
Doktoranden Stefan Schulz und Marc Steckling Start 1999 mit indischer Rakete
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
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)
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 28.000km/h, normale Fluggeschwindigkeit Steuerung und Nachverfolgung mit Joystick!
Target Pointing Mode
26.03.03 Etna, Sicilia
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
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
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
Australische Buschfeuer 4.Jan.2002 10:08 Ortszeit BIRD-Aufnahme im MIR-Kanal Feuer farbmarkiert ca. 82km ca. 53km Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung
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 er Kleinsatelliten Programm LUNAR, MISSION 11. Feb. BW1 2005 2009+ 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 2009+ Technology demonstrator for: Mission analysis and ground station Aero-thermodynamic Heat shield materials Guidance, Control, Optimization Institute of Space Systems,
IRS-StW-SATELLITENBODENSTATION VHF: 140 MHz Band UHF: 380-420 / 430-460 MHz Band L-Band: ~1.5 GHz S-Band: 2 GHz (im Aufbau) Ka-Band: 20/30 GHz (in der Anschaffung) 9 00 30 East 48 40 25 North 500 m Höhe ü. M.
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 (9.3-9.7 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 / 12 + 20 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 041204
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
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!!!!
Drei-Etagen-Experiment: BRDF + Atmosphäre
MODELLFLUGZEUG Spannweite 4,3 m
Instrumentation First Flight October 2007 Wing Span 4,3 m Spectral ranges: 530 530 --580 580 nm nm 620 620 --670 670 nm nm 820 820 --870 870 nm nm 8 --12 12 µm µm Ground sample distance: 10 10 cm cm (VIS/NIR) 30 30 cm cm (TIR) Swath width: > 100 100 m Onboard computer: PC/104 Power consumption: ~40 ~40 W Payload weight: 5 --8 kg kg Rescue system: Main parachute and and opening parachute Pyrotechnical release Rate of of descent: 4 m/s m/s
All-Sichten
Status Quo: Bisherige Mondmissionen Apollo 8, 10-17 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)
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
ERDSCHEIBE VOM MOND AUS Warum wollen wir zum Mond??
08.01.04 75 Jahre Tim und Struppi (Tintin) von Hergé (Georges Remi) 30.03.1950 15.04.1952
Bislang haben nur große Raumfahrtorganisationen den Mond besucht! möchte die erste sein, die trotz eingeschränkter Finanzmittel aber mit Innovationen eine eigene Mondmission durchführt!!! 23.04.62 Ranger 4
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
Kleinsatellit Lunar Mission BW1 Modell im Maßstab 1:1
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
Fläche: ~4.000 m 2 Budget: ~10 Million Beginn: ~2007/08 Bauzeit: ~2-3 Jahre IRS Plasma Wind Kanäle RAUMFAHRTZENTRUM BADEN-WÜRTTEMBERG IN STUTTGART
1:1 Erdaufgang
Aeronautic Projects at NASA Dryden Flight Research Center 6. November 2007 Dr. R. Meyer, NASA/DFRC Dienstag, 17:30 19:00 Uhr