Fehlerminimale Navigation lunarer Raumfahrzeuge [article]

Frank Weischede, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Klaus Brieß
2007
Der Mond wird vor dem Hintergrund aller mit der zukünftigen Deep Space Erkundung verbundenen Zielsetzungen in nationalem und internationalem Rahmen als nächster Himmelskörper erkundet werden. Um ihn zu erforschen und wirtschaftlich nutzbar machen, müssen die Raumflüge dorthin ebenso wie erdnahe Raumflüge präzise navigiert werden können. Die Bahnbestimmung lunarer Raumfahrzeuge, die bisher technologisch nur auf erdbasierte Radiometriemethoden zurückgreift, ist zentrales Thema dieser Arbeit. Über
more » ... die Modellentwicklung für die Erstellung des Basisprogramms DEEPEST für Deep Space Bahnbestimmung hin zum am DLR/GSOC in 1998 europaweit erstmalig durchgeführten 3-Wege-Doppler-Trackingexperiment eines Mondorbiters – des Lunar Prospector – führt der Grundlagenteil dieser Arbeit in die Thematik ein. Die sequentielle Bahnbestimmung mit Lunar Prospector Trackingdaten schafft dabei zunächst Aufschluss über die Bedeutung der Beobachtbarkeit und Dynamikmodellierung derartiger Satellitenorbits. Im darauf aufbauenden Teil, für den eine Erweiterung der Softwarebibliothek auf Trackingnetzwerke vorbereitet wurde, stehen Berechnungsbeispiele aus einer möglichen Entwicklung geometrisch günstiger Radiometrienetzwerke im lunaren und cis-lunaren Raumsegment im Vordergrund. Die Realbahnbestimmungen von Lunar Prospector zeigen exemplarisch die für lunare Orbiter dominanten Bahnberechnungsfehler auf, die durch ein unvollkommen bestimmtes Gravitationsfeld-modell für den Mond verursacht werden. Obwohl das vom JPL der NASA aus Lunar Prospector Trackingdaten gewonnene Gravitationsmodell bereits 1998/1999 mit einer bis heute unübertroffenen Güte generiert wurde, steht ein dem Erde-Mond-System immanentes Problem einer weiteren bedeutenden Verbesserung durch konventionelles Satellitentracking entgegen: Die Eigenschaft der gebundenen Rotation des Mondes sorgt für eine jederzeit von der Erde aus unsichtbare Mondrückseite, was eine wiederholte Unterbrechung der direkten (Radio-)Verbindung zu Mondsatelliten zur Folge hat und so die globale Erfassung vo [...]
doi:10.14279/depositonce-1592 fatcat:4tdjdv55cngctjqkgbiwwurthq