Es wird die Entwicklung von zwei Kamerainstrumenten für den Kleinsatelliten Flying Laptop beschrieben, welcher zur Zeit am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart gebaut wird. Die Arbeit beschreibt die Designprozesse und Lösungsansätze für die beiden Instrumente unter Berücksichtigung der gestellten wissenschaftlichen und programmatischen Voraussetzungen. Die aufgezeigten Lösungen und Entscheidungsgrundsätze bieten sicherlich keine Anhaltspunkte für die allgemeine Entwicklung eines Kamerasystems für Kleinsatelliten. Vielmehr wird durch die Arbeit deutlich, wie stark dieser Prozess von den gestellten Anforderungen und den Randbedingungen des Satelliten abhängig ist. Für die BRDF (bidirektionale Reflektanzverteilungsfunktion) Messung steht mit der MICS ein multispektrales Kamerasystem zur Verfügung, welches mit den gewählten Filtern und der Kalibrationseinheit für diese Aufgabe gute Ergebnisse liefern kann und speziell für diese Aufgabe entwickelt ist. Die zu erwartende Bildqualität ist anhand von theoretischen Signalberechnungen gezeigt worden. Durch die Konzeption mit drei einzelnen Kameras ist ein teilweise redundantes System vorhanden mit einem einfachen robusten Design. Die einzelnen Kameras sind so ausgelegt, dass lediglich die Filter vor der Optik unterschiedlich sind. Mit den LED-Einheiten steht außerdem eine sehr einfache, redundante und für eine Kleinsatellitenmission passendes Kalibrationsquelle ohne bewegliche Teile zur Verfügung. Für die spätere Überlagerung und Auswertung ist die Montage auf der optischen Bank aus CFK von großer Bedeutung. Hierdurch ist eine thermisch und mechanisch stabile Referenzierung der einzelnen Kameras zueinander gewährleistet. Durch die ebenfalls dort montierten Sternkameras stehen außerdem sehr genaue Lageinformationen zur Verfügung, was für eine gute Georeferenzierung von Vorteil ist. Sicherlich bietet MICS im Vergleich zu anderen Kleinsatelliten nicht die höchste geometrische Bodenauflösung. Dies war jedoch auch speziell im Hinblick auf die BRDF Messung nicht das Ziel dieser Entwicklung. Mit dem vorhandenen System lassen sich jedoch - abgesehen von der BRDF - sicherlich vielfältige Aufgaben der Erdbeobachtung realisieren. Die Entwicklung von TICS stand ganz im Zeichen des dualen Spiegelsystems, welches im Hinblick auf die geplante Mondmission erprobt werden soll Dadurch sind die Möglichkeiten des Instrumentendesigns von Anfang an stark eingeschränkt gewesen. Wie die theoretischen Berechnungen auch gezeigt haben, kann mit einem solchen Instrument auf der Erde keine zufriedenstellende radiometrische Auflosung erreicht werden Zwar bietet das Spiegelsystem eine hei vorragende geometrische Auflösung, es besitzt jedoch auch einen sehr großen negativen Einfluss auf das radiometrische Ergebnis, welcher nicht zu kompensieren ist. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass die Herstellung eines Spiegelteleskopes aus CFK machbar ist, jedoch einen sehr großen Aufwand bedeutet. Dieser steht leider nicht im Verhältnis zu bereits existierenden Losungen mit ultrastabilen Glaskeramikspiegeln Speziell die Beschichtung und die Herstellung eines formgenauen Spiegels sind nur mit sehr großem Aufwand zu realisieren. Die Kamera mit dem Mikrobolometersensor hingegen stellt eine interessante Alternative für zukünftige Missionen und Anwendungen dar. Speziell die m den nächsten Jahren zu erwartende schnelle Weiterentwicklung der Sensoren bietet die Möglichkeit m Zukunft kostengünstige kompakte Infrarotkameras auf Kleinsatelliten zu verwenden.


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    Titel :

    Nutzlast des Kleinsatelliten Flying Laptop


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    123 Seiten, Bilder, Tabellen, 54 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch