Modellierung und Simulation des Hazard-Avoidance-Manövers eines planetaren Landesystems

Abstract

Schon seit dem „Wettlauf zum Mond“, der in den späten 1950er Jahren begann, werden Technologien für eine Landung auf anderen Planeten erforscht und entwickelt. Diese Forschung führte 1969 zur ersten Landung eines Menschen auf dem Mond. Bis heute sind 12 Personen auf dem Mond gelandet, wobei heutzutage anstelle von bemannten Landern hauptsächlich Landefahrzeuge, sogenannte Rover auf anderen Planeten bzw. Himmelskörpern zum Einsatz kommen. Um bei planetaren Missionen wie z.B. Mond- und Marsmissionen eine sichere und präzise Landung zu gewährleisten, werden zukünftige Landesysteme mit Navigations- und Ortungssensoren ausgestattet sein. Diese werden es ermöglichen, Hindernisse wie zum Beispiel Felsbrocken, Geröllfelder und Geländeneigungen, in der Landezone zu erkennen. Daraus kann nun eine Hinderniskarte generiert werden. Mit deren Hilfe können gegebenenfalls Ausweichmanöver durchgeführt werden, um an einen sichereren Landeplatz zu gelangen. Somit spielen diese sogenannten „Hazard Detection & Avoidance Systeme“ eine wichtige Rolle für eine sichere Landung. Bei der Generierung der Sollbahn wird unter Berücksichtigung der aktuellen Flugkörperposition, der Seitenreichweite und der Hinderniskarte kontinuierlich die beste Landeposition festgelegt. Dabei wird zwischen Ist-Position und neuer Landeposition eine Soll-Trajektorie generiert. Diese Trajektorie wird vom Flugkörper abgeflogen. Der Vorgang der Landepositionsüberprüfung, das sogenannte „Re-targeting“, wird in einer vorgegebenen Frequenz durchgeführt und führt dazu, dass die Soll-Trajektorie bis zum endgültigen Erreichen der Landeposition unter Umständen neu generiert wird.