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Capabilities of GOSSAMER-1 derived Small Spacecraft Solar Sails carrying MASCOT-derived Nanolanders for In-Situ Surveying of NEAs

Grundmann, Jan Thimo und Bauer, Waldemar und Biele, J. und Boden, Ralf und Ceriotti, Matteo und Cordero, Federico und Dachwald, Bernd und Dumont, Etienne und Grimm, Christian und Hercik, David und Ho, Tra-Mi und Jahnke, Rico und Koch, Aaron und Koncz, Alexander und Krause, C. und Lange, Caroline und Lichtenheldt, Roy und Maiwald, Volker und Mikschl, Tobias und Mikulz, Eugen und Montenegro, Sergio und Pelivan, Ivanka und Peloni, Alessandro und Quantius, Dominik und Reershemius, Siebo und Renger, Thomas und Riemann, Johannes und Ruffer, Michael und Sasaki, Kaname und Schmitz, Nicole und Seboldt, W. und Seefeldt, Patric und Spietz, Peter und Spröwitz, Tom und Sznajder, Maciej und Tardivel, Simon und Toth, Norbert und Wejmo, Elisabet und Wolff, Friederike und Ziach, C. (2019) Capabilities of GOSSAMER-1 derived Small Spacecraft Solar Sails carrying MASCOT-derived Nanolanders for In-Situ Surveying of NEAs. Acta Astronautica. Elsevier. doi: 10.1016/j.actaastro.2018.03.019. ISSN 0094-5765.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009457651731398X

Kurzfassung

Any effort which intends to physically interact with specific asteroids requires understanding at least of the composition and multi-scale structure of the surface layers, sometimes also of the interior. Therefore, it is necessary first to characterize each target object sufficiently by a precursor mission to design the mission which then interacts with the object. In small solar system body (SSSB) science missions, this trend towards landing and sample-return missions is most apparent. It also has led to much interest in MASCOT-like landing modules and instrument carriers. They integrate at the instrument level to their mothership and by their size are compatible even with small interplanetary missions. The DLR-ESTEC Gossamer Roadmap NEA Science Working Groups' studies identified Multiple NEA Rendezvous (MNR) as one of the space science missions only feasible with solar sail propulsion. Parallel studies of Solar Polar Orbiter (SPO) and Displaced L1 (DL1) space weather early warning missions studies outlined very lightweight sailcraft and the use of separable payload modules for operations close to Earth as well as the ability to access any inclination and a wide range of heliocentric distances. These and many other studies outline the unique capability of solar sails to provide access to all SSSB, at least within the orbit of Jupiter. Since the original MNR study, significant progress has been made to explore the performance envelope of near-term solar sails for multiple NEA rendezvous. However, although it is comparatively easy for solar sails to reach and rendezvous with objects in any inclination and in the complete range of semi-major axis and eccentricity relevant to NEOs and PHOs, it remains notoriously difficult for sailcraft to interact physically with a SSSB target object as e.g. the Hayabusa missions do. The German Aerospace Center, DLR, recently brought the Gossamer solar sail deployment technology to qualification status in the Gossamer-1 project. Development of closely related technologies is continued for very large deployable membrane-based photovoltaic arrays in the GoSolAr project. We expand the philosophy of the Gossamer solar sail concept of efficient multiple sub-spacecraft integration to also include landers for one-way in-situ investigations and sample-return missions. These are equally useful for planetary defence scenarios, SSSB science and NEO utilization. We outline the technological concept used to complete such missions and the synergetic integration and operation of sail and lander. We similarly extend the philosophy of MASCOT and use its characteristic features as well as the concept of Constraints-Driven Engineering for a wider range of operations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/121945/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Capabilities of GOSSAMER-1 derived Small Spacecraft Solar Sails carrying MASCOT-derived Nanolanders for In-Situ Surveying of NEAs
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grundmann, Jan Thimojan.grundmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8809-0981NICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Waldemarwaldemar.bauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biele, J.DLR-Köln, jens.biele (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boden, RalfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ceriotti, MatteoUniversity of Glasgow, Glasgow, Scotland, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cordero, Federicofederico.cordero (at) telespazio-vega.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dachwald, Bernddachwald (at) fh-aachen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dumont, EtienneEtienne.Dumont (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4618-0572NICHT SPEZIFIZIERT
Grimm, Christianchristian.grimm (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4490-7424NICHT SPEZIFIZIERT
Hercik, Davidd.hercik (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ho, Tra-MiTra-Mi.Ho (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3378-3227NICHT SPEZIFIZIERT
Jahnke, RicoRico.Jahnke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koch, Aaronaaron.koch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koncz, Alexanderalexander.koncz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krause, C.christian.krause (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lange, CarolineCaroline.Lange (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1709-3667NICHT SPEZIFIZIERT
Lichtenheldt, RoyRoy.Lichtenheldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2539-4910NICHT SPEZIFIZIERT
Maiwald, Volkervolker.maiwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4591-0089NICHT SPEZIFIZIERT
Mikschl, Tobiastobias.mikschl (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mikulz, EugenEugen.Mikulz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Montenegro, Sergiosergio.montenegro (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pelivan, Ivankaivanka.pelivan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peloni, AlessandroUniversity of Glasgow, Glasgow, Scotland, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Quantius, DominikDominik.Quantius (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0003-7057-9214NICHT SPEZIFIZIERT
Reershemius, SieboSiebo.Reershemius (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Renger, ThomasThomas.Renger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riemann, JohannesUniversität Kassel / DLR Institute of Space SystemsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ruffer, Michaelmichael.ruffer (at) uni-wuerzburg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sasaki, KanameKaname.Sasaki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0365-4539NICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, NicoleNicole.Schmitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6481-6189NICHT SPEZIFIZIERT
Seboldt, W.nc-seboldwo (at) netcologne.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seefeldt, PatricPatric.Seefeldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2067-9458NICHT SPEZIFIZIERT
Spietz, PeterPeter.Spietz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Spröwitz, TomTom.Sproewitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5369-6919NICHT SPEZIFIZIERT
Sznajder, MaciejMaciej.Sznajder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9917-0581NICHT SPEZIFIZIERT
Tardivel, SimonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Toth, NorbertNorbert.Toth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wejmo, ElisabetNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wolff, FriederikeFriederike.Wolff (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7656-7842NICHT SPEZIFIZIERT
Ziach, C.externNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 März 2019
Erschienen in:Acta Astronautica
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.actaastro.2018.03.019
Verlag:Elsevier
ISSN:0094-5765
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Multiple NEA rendezvous Solar sail Gossamer-1 MASCOT Small spacecraft Asteroid sample return
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):Proj. Entfaltungstechnologie . Solar Sail (alt), R - Projekt Mascot (Bus), Projekt MASCOT (Instrumente) (alt), R - Projekt Mascot (Rob.), Projekt MASCOT Science und Betrieb (alt), R - Raumfahrzeugsysteme - Systemanalyse Raumtransport (alt), R - Systemanalyse Raumtransport (SART) [RP], R - Systemanalyse Raumsegment (alt), Systemanalyse Raumsegment (alt), R - Explorationsstudien (alt), R - Exploration des Sonnensystems, Vorhaben Asteroiden und Kometen (alt), R - Projekt ROSETTA Lander (alt), R - Vorhaben Landetechnologien (alt), R - Virtueller Satellit (alt), R - Vorhaben Systemkonditionierung (alt), R - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (alt), R - Optische Fernerkundung für sicherheitsrelevante Anwendungen
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Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Raumfahrt-Systemdynamik
Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC)
Hinterlegt von: Grundmann, Jan Thimo
Hinterlegt am:02 Okt 2018 12:22
Letzte Änderung:31 Okt 2023 15:00

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