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Solar Sails for Planetary Defense & High-Energy Missions

Grundmann, Jan Thimo und Bauer, Waldemar und Biele, Jens und Boden, Ralf und Borchers, Kai 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 D. und Koncz, Alexander und Krause, Christian und Lange, Caroline und Lichtenheldt, Roy und Maiwald, Volker und McInnes, Colin und Meß, Jan-Gerd 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, Wolfgang 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) Solar Sails for Planetary Defense & High-Energy Missions. In: 2019 IEEE Aerospace Conference, AERO 2019. 40th IEEE Aerospace Conference 2019, 2019-03-02 - 2019-03-09, Big Sky, Montana, U.S.A.. doi: 10.1109/AERO.2019.8741900. ISSN 1095-323X.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8741900

Kurzfassung

20 years after the successful ground deployment test of a (20 m)² solar sail at DLR Cologne, and in the light of the upcoming U.S. NEAscout mission, we provide an overview of the progress made since in our mission and hardware design studies as well as the hardware built in the course of our solar sail technology development. We outline the most likely and most efficient routes to develop solar sails for useful missions in science and applications, based on our developed `now-term' and near-term hardware as well as the many practical and managerial lessons learned from the DLR-ESTEC Gossamer Roadmap. Mission types directly applicable to planetary defense include single and Multiple NEA Rendezvous ((M)NR) for precursor, monitoring and follow-up scenarios as well as sail-propelled head-on retrograde kinetic impactors (RKI) for mitigation. Other mission types such as the Displaced L1 (DL1) space weather advance warning and monitoring or Solar Polar Orbiter (SPO) types demonstrate the capability of near-term solar sails to achieve asteroid rendezvous in any kind of orbit, from Earth-coorbital to extremely inclined and even retrograde orbits. Some of these mission types such as SPO, (M)NR and RKI include separable payloads. For one-way access to the asteroid surface, nanolanders like MASCOT are an ideal match for solar sails in micro-spacecraft format, i.e. in launch configurations compatible with ESPA and ASAP secondary payload platforms. Larger landers similar to the JAXA-DLR study of a Jupiter Trojan asteroid lander for the OKEANOS mission can shuttle from the sail to the asteroids visited and enable multiple NEA sample-return missions. The high impact velocities and re-try capability achieved by the RKI mission type on a final orbit identical to the target asteroid's but retrograde to its motion enables small spacecraft size impactors to carry sufficient kinetic energy for deflection.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132499/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Solar Sails for Planetary Defense & High-Energy Missions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grundmann, Jan ThimoDLR Bremen, jan.grundmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8809-0981NICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, Waldemarwaldemar.bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7972-2721NICHT SPEZIFIZIERT
Biele, Jensjens.biele (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7414-829XNICHT SPEZIFIZIERT
Boden, Ralfralf.boden (at) tum.dehttps://orcid.org/0000-0003-4656-8489NICHT SPEZIFIZIERT
Borchers, Kaikai.borchers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ceriotti, MatteoUniversity of Glasgow, Glasgow, Scotland, United Kingdomhttps://orcid.org/0000-0001-6819-7178NICHT 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-MiDLR-Bremen, tra-mi.ho (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jahnke, RicoRico.Jahnke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koch, Aaron D.aaron.koch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1083-117XNICHT SPEZIFIZIERT
Koncz, AlexanderAlexander.Koncz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krause, ChristianChristian.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
McInnes, ColinUniversity of Strathclyde, Glasgow, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meß, Jan-GerdJan-Gerd.Mess (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2117-3483NICHT 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 Kingdomhttps://orcid.org/0000-0002-1903-9816NICHT 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, WolfgangWolfgang.Seboldt (at) dlr.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, SimonSimon.Tardivel (at) cnes.frNICHT 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:4 März 2019
Erschienen in:2019 IEEE Aerospace Conference, AERO 2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO.2019.8741900
ISSN:1095-323X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:solar sail, planetary defense, small spacecraft, nanolander, Gossamer-1, MASCOT, MASCOT2, multiple NEA rendezvous
Veranstaltungstitel:40th IEEE Aerospace Conference 2019
Veranstaltungsort:Big Sky, Montana, U.S.A.
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 März 2019
Veranstaltungsende:9 März 2019
Veranstalter :IEEE
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):Proj. Entfaltungstechnologie . Solar Sail (alt), R - Projekt Mascot (Bus), Vorhaben Asteroiden und Kometen (alt), Projekt MASCOT (Instrumente) (alt), Projekt MASCOT Science und Betrieb (alt), R - Projekt ROSETTA Lander (alt), R - Systemanalyse Raumsegment (alt), R - Systemanalyse Raumtransport (SART) [RP], R - Core Avionics (alt), R - Projekt Mascot (Rob.), R - Scosa Onboard Computing (alt), Proj Small Satellite Technology Experiment Platform (alt), R - Vorhaben Systemkonditionierung (alt), R - Vorhaben Carbotherm (alt), R - Robuster Thermalkontrollsystementwurf für Kleinsatelliten und Lander, Systemkonditionierung (alt), R - Explorationsstudien (alt)
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Systementwicklung und Projektbüro
Institut für Raumfahrtsysteme > Mechanik und Thermalsysteme
Institut für Raumfahrtsysteme > Avioniksysteme
Institut für Raumfahrtsysteme > Systemanalyse Raumsegment
Institut für Raumfahrtsysteme > Systemanalyse Raumtransport
Institut für Raumfahrtsysteme > Land und Explorationstechnologie
Institut für Planetenforschung > Asteroiden und Kometen
Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC)
Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Raumfahrt-Systemdynamik
Institut für Planetenforschung > Planetare Sensorsysteme
Hinterlegt von: Grundmann, Jan Thimo
Hinterlegt am:10 Dez 2019 10:05
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:35

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