Flugdynamik-Services

Das DLR-Flugdynamik-Team unterstützt das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) des DLR und externe Kunden, z.B. Raumfahrtbehörden, Industrie und Wissenschaft, sowohl bei der Vorbereitung als auch beim Betrieb von Satellitenmissionen. Zu den Hauptaufgaben gehören Missionsanalyse, Bahn- und Lagebestimmung, Bahnvorhersage, Bahnkontrolle, Kollisionsvermeidung und Wiedereintritt. Darüber hinaus wird das Bodensegment mit der Bereitstellung von flugdynamischen Produkten wie Vorhersagen der Satellitenposition für Tracking-Antennen, bahnbezogenen Produkten zur Unterstützung der Missionsplanung und des Satellitenbetriebs sowie für den Nutzlastbetrieb unterstützt.

In der Vorbereitungsphase von Projekten werden die Anforderungen an das Flugdynamiksystem analysiert und ein operationelles System ausgelegt, implementiert und validiert. Es wird eine Missionsanalyse durchgeführt, bei der die flugdynamischen Aspekte der Mission untersucht werden. Nach dem Training und der Simulation betreibt das Flugdynamik-Team das installierte System während der Mission und unterstützt das Projekt bei Bedarf mit Analysen. FDS kann externe Auftraggeber auch mit Flugdynamik-Services, Cross-Validation usw. unterstützen.

Für die Ausführung dieser Aufgaben hat die FDS-Gruppe eine Reihe von Softwaretools entwickelt, die sowohl die Missionsanalyse als auch den Flugdynamikbetrieb unterstützen können. Neben dem Betrieb von Satelliten und der Maintenance dieser Softwaretools betreibt das FDS-Team kontinuierlich Forschung und entwickelt seine Tools weiter, um ein hochmodernes Flugdynamik-System für aktuelle und zukünftige Missionen bereitzustellen.

Im Folgenden werden typischerweise angeforderte Flugdynamik-Funktionen kurz beschrieben. Für detailliertere Informationen oder zusätzliche Aufgaben setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung (siehe Kontaktinformationen unten).

Missionsanalyse

Typische Schwerpunkte der Missionsanalyse sind:

• Startfenster-Berechnung
• Analyse der ersten Kontakte nach Separation (Einfluss von Einschussfehlern)
• Manöverstrategie zum Erreichen des Zielorbits und zur Positionierung (z.B. im MEO oder GEO) für konventionelle und Niedrigschub-Antriebe
• Bahnhaltung und Rekonfiguration, einschließlich:
• Stationshaltung, Re-location, und Co-location (MEO/GEO)
• Referenzorbit-Optimierung, insbesondere für Repeat-Ground-Track Missionen
• Formations- und Konstellationskontrolle
• Kollisionsrisiken und Betriebskonzept für Kollisionsvermeidung
• Vorhersage von bahnbezogenen Ereignissen (Schatten, Sichtbarkeit von Bodenstationen, Sensorevents, etc.)
• Lageanalysen
• Lebensdauerabschätzungen
• Wiedereintrittsberechnungen

Bahnbestimmung

• Bahnbestimmung aus Tracking-Daten der Bodenstationen
• Bahn- und Relativbahnbestimmung aus GNSS Navigationsdaten
• Präzise Bahn- und Relativbahnbestimmung aus GNSS Trägerphasen-Messungen
• Kalibration von Bahnmanövern
• Bereitstellung von Produkten für Wissenschaft/Kunden, z.B. präzise Positionsdaten
• In-Flight GNSS-Receiver Charakterisierung

Unterstützung des Satellitenbetriebs

• Bahn- und Lagevorhersagen
• Vorhersage von bahnbezogenen Ereignissen (Schatten, Elevationen, Sensorevents, etc.) für Missionsbetrieb oder Missionsplanung
• Unterstützung des Betriebs des Bodenstationsnetzwerkes (Vorhersagen der Satellitenposition für Tracking-Antennen, Sichtbarkeiten, Sonneninterferenzen, etc.)
• Erstellen von Kommandos für Unterstützung des on-board AOCS (Bahnpropagator, Lageprofile, on-board-Modellparameter, etc.)

Bahn-Manöver Planung

• LEO und MEO Manöverstrategie zum Erreichen des Zielorbits und Bahnhaltung
• Referenzorbit-Optimierung und präzise Bahnkontrolle für Repeat-Ground-Track Missionen
• Formations- und Konstellationskontrolle
• Optimierung von Manövern für GEO-Transfer mit chemischem oder elektrischem Antrieb
• Stationshaltung, Re-location, und Co-location (MEO/GEO)
• Re-Orbit und De-Orbit

Lagebestimmung und Lageanalyse

• Präzise Satellitenlagebestimmung
• Bereitstellung von Produkten für Wissenschaft/Kunden, z.B. Lage-Ephemeriden
• Analyse der Sensordaten (Charakterisierung von Messfehlern, Korrektur von Einbaumatrizen, etc.)
• Berechnung von Lageprofilen für die Satellitenkommandierung
• Sichtbarkeitsbedingungen für optische Kommunikation (Satellit-Satellit, Satellit-Boden)

Kollisionsvermeidung