Völk, Stefan and Ulamec, Stephan and Biele, Jens and Hecht, Matthias and Lell, Peter and Fleischmann, Josef and Althapp, Sebastian and Grebenstein, Markus and Nuth, Joseph A. and Wegel, Donald C. and Smith, Walter F. and Purves, Lloyd R. and Adams, Douglas S. and Hill, Stuart and Leary, James C. and Weaver, Harold A. and Sandford, Scott A. (2018) Development and testing of a pyro-driven launcher for harpoon-based comet sample acquisition. Acta Astronautica, 152, pp. 218-228. Elsevier. doi: 10.1016/j.actaastro.2018.07.045. ISSN 0094-5765.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.actaastro.2018.07.045
Abstract
The CORSAIR (COmet Rendezvous, Sample Acquisition, Investigation, and Return) mission was a proposal for the NASA New Frontiers program. It belongs to the Comet Surface Sample Return mission theme which focuses on acquiring and returning to Earth a macroscopic sample from the surface of a comet nucleus. CORSAIR uses a harpoon-based Sample Acquisition System (SAS) with the spacecraft hovering several meters above the comet surface. This stand-off strategy overcomes disadvantages of other systems such as drills. Since comets are low gravity objects, those techniques would require anchoring before sampling, which is not necessary here. Moreover, the harpoon-based system allows for acquiring several samples from different locations on the comet maximizing the scientific output of the mission. Each SAS assembly consists of a pyro-driven launcher, a Sample Acquisition and Retrieval Projectile (SARP) and a retraction system using a deployable composite boom structure. In order to collect enough cometary material, the launcher has to provide the required kinetic energy to the SARP. Due to high energy densities, pyrotechnically actuated devices ultimately reduce the overall system mass and dimensions. First, the scientific and technological background of the CORSAIR mission is explained. Then, an overview of the development, design and testing of the launcher is given. Finally, the launcher theory is introduced explaining the entire reaction chain: initiation -> gas -> dynamics -> SARP motion.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/124142/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Development and testing of a pyro-driven launcher for harpoon-based comet sample acquisition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | November 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Acta Astronautica | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 152 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.actaastro.2018.07.045 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 218-228 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0094-5765 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Comet Sample return Sample acquisition New Frontiers Pyrotechnics Internal ballistics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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): | R - Vorhaben Corsair (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Space Operations and Astronaut Training > Mobile Rocket Base Space Operations and Astronaut Training > User center for space experiments (MUSC) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Völk, Dr. Stefan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 06 Dec 2018 17:24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 31 Oct 2023 15:24 |
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