Erstellen eines Energieverteilungskonzepts für einen autonomen Mondlandedemonstrator

Kurzfassung

Nachdem die Sowjetunion 1957 mit Sputnik 1 den ersten Satelliten in eine stabile Erdumlaufbahn brachten und so das Zeitalter der Raumfahrt einleiteten, ist der Drang nach der Erkundung des Weltraums immer größer geworden. Bereits 1959 machte sich die erste Raumsonde der Welt, Lunik 1, auf den Weg, um Daten über den Mond zu sammeln. Sie verfehlte zwar ihr Ziel, konnte aber trotzdem viele wertvolle Informationen sammeln. Seitdem wurden regelmäßig Sonden ausgesendet, um Informationen über unser Sonnensystem zu sammeln, sei es die Mariner 10, die in die Umlaufbahn des Merkur gelenkt wurde oder die Voyager 2, welche faszinierende Fotos vom Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun machte und derzeit durch den Heliosteath fliegt. Da durch einen Vorbeiflug jedoch nicht alle Fragen, die unsere Planeten aufwerfen, geklärt werden können, schreitet die Entwicklung von Landern - Sonden, die auf fremden Himmelskörpern landen können - vorran. Die letzte populäre Mission war die Marssonde Curiosity, die erfolgreich aufsetzte und unter anderem Gas- und Gesteinsproben nahm und analysierte sowie Fotos von der Marsoberfläche machte. Die spannenden Fragen vor der Ankunft war: Wird Curiosity ohne Schäden landen? Wird die autonome Landeregelung funktionieren? Das DLR Bremen möchte mit dem Projekt EAGLE mithelfen, diese Fragen vor einer Mission zu beantworten. Der EAGLE ist ein autonomer Mondlandedemonstrator, auf dem solche Landeregelungen, wie sie bei Curiosity zum Einsatz kamen, mit Hilfe verschiedener Subsysteme vorab getestet werden können. Da es sich um ein flugfähiges Modell handelt, spielt die Energieversorgung eine große Rolle. An dieser Stelle beginnt diese Arbeit. Ziel ist es, die Energieversorgung des EAGLE auszulegen, im stationären sowie im autonomen Betrieb. Hierbei spielt die Akkutechnik eine große Rolle. In dieser Arbeit werden drei Akkutechnologien auf Lithiumbasis vorgestellt und verglichen. Diese Technologien sind im Konsumerbereich bereits Standard und zeichnen sich durch ihre hohe Energiedichte aus. Im Bezug auf das EAGLE Projekt sind jedoch einige Sicherheitsfragen zu klären, unter anderem das sichere Laden. Im Konsumerbereich wird für die Sicherheit ein unvollständiger Ladevorgang in Kauf genommen, was im EAGLE Projekt aufgrund diverser Faktoren nicht hingenommen werden kann. Es gilt somit eine Energieverteilung aufzubauen, die die benötigte Leistung über Akkumulatoren bereitstellt aber auch vollständig ausnutzt.