Laseroptische Nachführsysteme für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt

Kurzfassung

Laseroptische Nachführsysteme für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt Wolfgang Riede, Ivo Buske, Daniel Hampf, Paul Wagner, Fabian Sproll, Andreas Walther, Leif Humbert DLR Institut für Technische Physik, DLR Stuttgart, Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart, Wolfgang.Riede@dlr.de; +49 7116862-515 Laseroptische Nachführsysteme werden sowohl in der Luft- als auch in der Raumfahrt zur Ortung, zur Positionsbestimmung bzw. zur Identifizierung von Objekten in größerer Entfernung eingesetzt. Die unterschiedlichen Anwendungen im Nahbereich, im Luftraum bzw. im Erdorbit für Abstände mit 1000 km Entfernung und mehr bedingen unterschiedliche Anforderungen an die Agilität bzw. Genauigkeit der Nachführung. Das Institut für Technische Physik des DLR betreibt mehrere optische Systeme in Empfänger- als auch in Lasertransmitterkonfiguration. Diese Systeme werden sowohl im Labor als auch im Freifeld auf unterschiedlichen Teststrecken betrieben. Die Nachführung auf unkooperative Objekte im Luftraum erfordert typischerweise sehr agile Plattformen, welche hohe Winkelbeschleunigungen und hohe Winkelgeschwindigkeiten mit genauer Positionsbestimmung verbinden. Astronomische Montierungen werden daher zum Nachführen auf UAVs optimiert und in target-in-the-loop Konfiguration betrieben werden. Ein lasergestütztes Messverfahren zur Positionsbestimmung von Weltraumschrott wird an dessen Forschungsobservatorium entwickelt, um die 3-dimensionale Position von Objekten im Raum mit Genauigkeiten im Bereich weniger Meter zu bestimmen. Diese Daten bilden die Grundlage für genaue Bahnberechnungen. Neben der Vorstellung des Standes der verfügbaren kommerziellen Technologie werden auch verschiedene Lösungsansätze zum Betrieb der Systeme im Freifeld vorgestellt.