Entwicklung eines Testmodells zur Beschleunigungsmessung für das Projekt SHEFEX III

Abstract

Im Sharp Edge Flight Experiment (SHEFEX), einem Raumfahrtprojekt des Deutschen Zentrum fur Luft- und Raumfahrt, werden verschiedene Technologien für die Anwendung in der Raumfahrt entwickelt und getestet. Unter anderem für die Navigation eines Raumfahrzeugs. Im geplanten Flugexperiment SHEFEX III soll dazu ein hybrides Navigationssystem eingesetzt werden. Dieses verwendet neben GPS und Sternensensor ein inertiales Navigationssystem. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Testmodells für die Beschleunigungsmessung des inertialen Navigationssystems auf Grundlage des im Vorgänger SHEFEX II verwendeten inertialen Messsystems. Dazu werden im Zuge dieser Bachelorthesis passende Sensoren recherchiert und ausgewählt (hier fällt die Wahl auf den INN-202 von InnaLabs). Danach werden Konzepte zur Auswertung der Sensorsignale entwickelt und getestet. Anschließend wird das gesamte System in Hinblick auf seine Tauglichkeit für die inertiale Navigation getestet. Schließlich wird anhand der gewonnenen Erkenntnisse das finale Messsystem entworfen. Das entwickelte System zeigt sich in den Versuchen geeignet für die Verwendung in einem inertialen Navigationssystem und es werden in Bezug auf Auflösung (18,8 Bit statt 18,3 Bit), Bandbreite (800 Hz statt 200 Hz), Kosten (etwa 20 000EUR weniger) und Größe (etwa 96 mm x 91 mm x 140 mm statt 140 mm x 114 mm x 137mm) Verbesserungen gegenüber der im Vorgänger verwendeten Hardware erzielt. Das entwickelte System enthält nicht für die Raumfahrt entwickelte Bauteile. Diese können außerhalb der schützenden Erdatmosphäre durch radioaktive Strahlung gestört oder beschädigt werden. Die Eignung für eine Anwendung in der Raumfahrt muss deshalb in weiteren Tests erst noch festgestellt werden.