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Trajectory and control systems design for a hovering mesopause probe

Hargarten, Dorian und Ettl, Josef und Naumann, Karl (2018) Trajectory and control systems design for a hovering mesopause probe. 69th International Astronautical Congress, 01. - 05. Oct. 2018, Bremen, Germany.

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Kurzfassung

Owing to the difficulty in reaching and maintaining the altitude of middle atmosphere layers such as the mesopause, performing in-situ experiments is typically limited in scope. This paper presents a novel approach to overcome both the altitude limitations of balloons and conventional aircraft as well as the limitations of ballistic sounding rocket flight profiles by employing a hovering probe. A throttleable rocket engine burning a storable monopropellant allows the probe to follow a constant-altitude trajectory and to perform science experiments and measurements during its burn phase. In this paper, the different development aspects required to successfully and safely perform such a mission are examined, focusing on trajectory optimization and trajectory and attitude control system aspects, while also presenting mission design and launch vehicle design. Parameter variation simulations are employed to demonstrate robustness of mission design and control algorithms against varying mission and vehicle parameters as well as perturbations. Given vehicle and engine parameters derived from preliminary designs and tests, flight performance simulations yield measurement distances on the order of 20 to 30 km while maintaining a target altitude between 80 and 90 km.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124267/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Trajectory and control systems design for a hovering mesopause probe
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hargarten, DorianDorian.Hargarten (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ettl, Josefjosef.ettl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Naumann, KarlBayern-ChemieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 September 2018
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hovering, controlleable thrust, gelled propellant, mesopause, probe, atmospheric physics
Veranstaltungstitel:69th International Astronautical Congress
Veranstaltungsort:Bremen, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:01. - 05. Oct. 2018
Veranstalter :International Astronautical Federation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Mobile Raketenbasis (MORABA) (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Mobile Raketenbasis
Hinterlegt von: Völk, Dr. Stefan
Hinterlegt am:10 Dez 2018 16:02
Letzte Änderung:27 Jan 2020 16:26

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