DEOS - Deutsche Orbitale Servicing Mission



 DEOS mit angekoppeltem Zielsatelliten
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Satelliten nehmen in unserer Informationsgesellschaft bei der Datengewinnung und -übertragung mittlerweile eine zentrale Schaltstelle ein. Mehrere Tausend Satelliten ziehen derzeit ihre Bahnen um die Erde - und die Zahl steigt stetig weiter. Bereits die aktuelle Satellitenpopulation erzeugt Herausforderungen: Ausgediente oder havarierte Satelliten werden heutzutage üblicherweise aufgegeben.

 Anflug auf den defekten Orbiter
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Manövrierunfähig aufgrund von Defekten oder mangels Treibstoff kreisen sie unkontrolliert um die Erde und blockieren dringend benötigte Plätze auf den Umlaufbahnen. Die Aufnahmekapazität des Erdorbits sinkt, gleichzeitig steigt die Kollisionsgefahr mit noch aktiven Satelliten. Kollisionen und der Verlust von aktiven Satelliten lassen sich in Zukunft nicht mehr mit Sicherheit ausschließen.

Systemlösungen, um havarierte Satelliten aus den überfüllten Umlaufbahnen zu bergen, fehlen bislang. Das Projekt DEOS (Deutsche Orbitale Servicing Mission) soll hier Abhilfe schaffen. Das DLR Raumfahrtmanagement will mit dieser Technologiemission beweisen, dass unkontrollierbare Satelliten sicher angeflogen und eingefangen werden können.

 Andocken des Zielsatelliten
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Ist der Zielsatellit angekoppelt, kann der Service-Satellit an diesem Inspektionen, Wartungs- und Reparaturarbeiten durchführen. So kann diese Technik zukünftig helfen die Anzahl unkontrollierbarer Orbiter auf den Umlaufbahnen zu reduzieren. Derzeit laufen die notwendigen Missionsvorbereitungen für den Start der Mission Ende 2017.

Sowohl die Steuerung als auch das Andock-Manöver stellen hohe Anforderungen an die Technik. So muss der Service-Satellit sich dem unkontrolliert fliegenden Zielsatelliten bis auf kurze Distanz annähern, den taumelnden Satelliten sicher greifen und andocken. Dies soll mit einem Roboterarm (Manipulator) geschehen. Für diese Aufgabe wird der Manipulator mit einem Greifer, einer Stereokamera inklusive Beleuchtung und einem Hochgeschwindigkeitsdatenbus ausgestattet.

Der Service-Satellit muss schließlich in der Lage sein, elektrische Kontakte bis hin zu komplexen Datenverbindungen herzustellen. Ist eine Reparatur nicht möglich, so soll der ausgediente Satellit zumindest aus dem Erdorbit entfernt werden. Um dieses Szenario zu simulieren, wird das gekoppelte Satellitenduo zum Missionsende durch gezielten Einschuss in einen vorher bestimmten Wiedereintrittskorridor kontrolliert in die Erdatmosphäre eintauchen und dabei verglühen.

  • Der Missionsablauf

    Die Mission wird aus zwei Satelliten bestehen: einer simuliert den taumelnden, ein zweiter den aktiven Service-Satelliten. Beide Orbiter werden in eine erdnahe, rund 550 Kilometer hohe Umlaufbahn gebracht. Ein umfassendes Experimentprogramm soll sämtliche Phasen einer typischen Servicemission abdecken. Alle hierzu notwendigen Techniken - angefangen beim Einfangen des Zielsatelliten bis hin zur bordautonomen Durchführung von Manövern- sollen getestet und bewertet werden.

    Je nach Missionsphase und Experiment werden die beiden Satelliten vom Boden aus gesteuert und überwacht. Das Kontrollzentrum wird dazu über einen GEO-Relaissatelliten mit dem Service-Satelliten vernetzt. Während der kritischen Phasen, in denen der taumelnde Zielsatellit eingefangen und stabilisiert wird, sorgen direkte Funkverbindungen zum Service-Satelliten mit hohen Datenraten und geringen Laufzeitverzögerungen für die notwendige Informationsübermittlung.

Nach erfolgreichem Abschluss einer Machbarkeitsstudie befindet sich das Projekt derzeit in einer vorbereitenden Missions- und Produktdefinitionsphase, in der das Gesamtsystem inklusive aller Raum- und Bodensegmente ausgearbeitet wird. Hauptauftragnehmer hierbei ist die Firma Astrium GmbH. Technische Unterstützung leisten unter anderem das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik sowie das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (German Space Operations Center, GSOC) des DLR. Die Mission wird vom DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) durchgeführt.


Contact
Detlef Reintsema
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Raumfahrtmanagement, Technik für Raumfahrtsysteme und Robotik

Tel: +49 228 447-515

Fax: +49 228 447-718

E-Mail: Detlef.Reintsema@dlr.de
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