Grundmann, Jan Thimo and Bauer, Waldemar and Biele, J. and Boden, Ralf and Ceriotti, Matteo and Cordero, Federico and Dachwald, Bernd and Dumont, Etienne and Grimm, Christian and Hercik, David and Ho, Tra-Mi and Jahnke, Rico and Koch, Aaron and Koncz, Alexander and Krause, C. and Lange, Caroline and Lichtenheldt, Roy and Maiwald, Volker and Mikschl, Tobias and Mikulz, Eugen and Montenegro, Sergio and Pelivan, Ivanka and Peloni, Alessandro and Quantius, Dominik and Reershemius, Siebo and Renger, Thomas and Riemann, Johannes and Ruffer, Michael and Sasaki, Kaname and Schmitz, Nicole and Seboldt, W. and Seefeldt, Patric and Spietz, Peter and Spröwitz, Tom and Sznajder, Maciej and Tardivel, Simon and Toth, Norbert and Wejmo, Elisabet and Wolff, Friederike and 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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Official URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009457651731398X
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/121945/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Capabilities of GOSSAMER-1 derived Small Spacecraft Solar Sails carrying MASCOT-derived Nanolanders for In-Situ Surveying of NEAs | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 17 March 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Acta Astronautica | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.actaastro.2018.03.019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0094-5765 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Multiple NEA rendezvous Solar sail Gossamer-1 MASCOT Small spacecraft Asteroid sample return | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | Proj. Entfaltungstechnologie . Solar Sail (old), R - Project Mascot (Bus), Project MASCOT (Instruments) (old), R - Projekt Mascot (Rob.), Project MASCOT Science and operation (old), R - Raumfahrzeugsysteme - Systemanalyse Raumtransport (old), R - System Analysis Space Transport (SART) [RP], R - Systemanalyse Raumsegment (old), Systemanalyse Raumsegment (old), R - Explorationsstudien (old), R - Exploration of the Solar System, Vorhaben asteroids and comets (old), R - Projekt ROSETTA Lander (old), R - Vorhaben Landetechnologien (old), R - Virtueller Satellit (old), R - Vorhaben Systemkonditionierung (old), R - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (old), R - Optical remote sensing for security-relevant applications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Bremen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Space Systems > Systems Engineering and Project Office Institute of Space Systems > Mechanic and Thermal Systems Institute of Space Systems > System Analysis Space Segment Institute of Space Systems > Space Launcher Systems Analysis Institute of Space Systems > Land and Exploration Technology Institute of Space Systems > Avionics Systems Institute of System Dynamics and Control > Space System Dynamics Space Operations and Astronaut Training > User center for space experiments (MUSC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Grundmann, Jan Thimo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 02 Oct 2018 12:22 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 31 Oct 2023 15:00 |
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