AsteroidFinder: Lageregelungssystem
Im Rahmen des DLR-Kompaktsatellitenprogramms wurde untersucht in wie weit die Nutzlast AsteroidFinder auf den Kompaktsatellitenbus adaptiert werden kann.
Die Primärnutzlast ist das optische Teleskop AsteroidFinder, welches nach Asteroiden suchen soll. Dabei wird sich auf sogenannte Inner Earth Objects (IEOs) konzentriert, deren Bahnen innerhalb des Erdorbits um die Sonne verlaufen. Solche Asteroiden stellen eine potenzielle Gefahr für die Erde dar. Bis heute sind allerdings nur wenige dieser IEOs entdeckt worden, da sich ihre Beobachtung als schwierig erweist.
Eine optische Nutzlast stellt relativ hohe Anforderungen an das Lageregelungssystem. Besonders die Lagestabilität während der Beobachtungsphasen ist eine treibende Anforderung, welche während jeder Entwicklungsphase berücksichtigt werden muss. Das Erfüllen dieser Anforderungen mit auf dem Markt verfügbarer Hardware ist eine anspruchsvolle Aufgabe.
Um eine genaue Lageregelung des Satelliten zu erlauben werden Reaktionsräder zusammen mit Magnetspulen eingesetzt, wobei die Magnetspulen zur Entsättigung der Reaktionsräder dienen. Neben der Lageregelung ist die Lagebestimmung ein weiterer wichtiger Aspekt. Hierzu werden Sonnensensoren, Magnetfeldsensoren, Sternenkameras, Gyroskope und ein GPS-Receiver eingesetzt.
Das Fokus bei der Entwicklung des Lageregelungssystems liegt auf der Identifikation und Entwicklung von passenden Algorithmen für die AsteroidFinder-Mission. Diese Algorithmen müssen sowohl die geforderten Genauigkeiten erreichen wie auch eine hohe Autonomie erlauben. Hierbei ist vor allem eine exakte Bestimmung der Lage und der Drehraten entscheidend. Dazu wird unter anderem die Nutzlast (Teleskop) selbst mit in den Regelkreis eingebunden.
Ein weiter Punkt sind die internen und externen Störmomente. Vor allem die internen Störungen, welche durch die Reaktionsräder verursacht werden müssen hier berücksichtigt werden.