PRISMA Blog | 29. April 2011

Formationen und Annäherungen in Vollendung

SSC (Swedish Space Corporation) hat eine bemerkenswerte autonome Annäherung zwischen Mango und Tango auf eine Distanz von weniger als 15 Meter erfolgreich abgeschlossen. Die dafür notwendigen Manöver wurden von der speziell entwickelten Software an Bord der Satelliten berechnet. Das Experiment dauerte acht Tage. Dabei führte SSC diverse Manöver durch, um verschiedene Szenarien von Formationen und Annäherungen zu verifizieren.

Bereits in einem früheren Stadium wurden Experimente zum Autonomen Formationsflug (AFF - Autonomous Formation Flying) von SSC durchgeführt. Die daraus gewonnen Erfahrungen wurden nun genutzt, um die Betriebseigenschaften zur Vollendung des AFF Experiments abzurunden.

Ausgangsposition war eine sichere Formation mit einer maximalen horizontalen Distanz (z-Achse) von 100 Metern und einer maximalen vertikalen Distanz (y-Achse) von 100 Metern. Dann wurde die Annäherung von Mango an Tango eingeleitet. Zuerst wurde die Distanz sowohl horizontal als auch vertikal auf 50 Meter verringert. Die mittlere Distanz in Flugrichtung blieb unverändert nahe Null Meter (S. Abb. 1).

autonomous formation flying experiments

Abb. 1: Distanzen zwischen den Satelliten über einen Tagesverlauf im AFF Completion Experiment;
Flugrichtung (x-Achse = blau), vertikale Abstand (y-Achse = grün), horizontal (z-Achse = rot)

Die Formationen und die Manöver dazu konnten über mehrere Tage erfolgreich stabil und verlässlich durchgeführt werden, um nun die Flexibilität des Systems zu demonstrieren (s. auch Abb. 2). Anschließend wurden am 12. April der Abstand senkrecht zur Flugrichtung und die radiale Komponente (y und z) Stück für Stück reduziert, bis sie vollständig abgebaut waren. Dadurch wurde eine sehr instabile und gefährliche Formation erreicht, während die Distanz in Flugrichtung weiter reduziert wurde auf schließlich 15 Meter (s. Abb. 3).

autonomous formation flying experiments

Abb. 2 Halten der Formation bis 9.00 Uhr , Neukonfiguration und Wiederherstellung von 9.00 - 13.30 Uhr, erneute Halteposition bis 16.00 Uhr

autonomous formation flying experiments

Abb. 3: Annäherung auf weniger als 15 Meter 3D-Distanz

In Abb 3 sieht man: In dem Moment, wenn die radiale Komponente 0 ist (rot) und nicht mehr die Wellenform hat (ca. 16.00 Uhr), hat auch die Komponente in Flugrichtung (blau) nicht mehr dieses vor und zurück. D.h. dieser Abstand ist jetzt relativ fix, daher auch kein mittlerer Abstand mehr. Und dieser fixe Abstand wird jetzt langsam abgebaut.

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