Grundmann, Jan Thimo and Bauer, Waldemar and Biele, Jens and Boden, Ralf and Borchers, Kai 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 D. and Koncz, Alexander and Krause, Christian and Lange, Caroline and Lichtenheldt, Roy and Maiwald, Volker and McInnes, Colin and Meß, Jan-Gerd 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, Wolfgang 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) 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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Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8741900
Abstract
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.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/132499/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Solar Sails for Planetary Defense & High-Energy Missions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 4 March 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | 2019 IEEE Aerospace Conference, AERO 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/AERO.2019.8741900 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1095-323X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | solar sail, planetary defense, small spacecraft, nanolander, Gossamer-1, MASCOT, MASCOT2, multiple NEA rendezvous | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Title: | 40th IEEE Aerospace Conference 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Big Sky, Montana, U.S.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event Start Date: | 2 March 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Event End Date: | 9 March 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Organizer: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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), Vorhaben asteroids and comets (old), Project MASCOT (Instruments) (old), Project MASCOT Science and operation (old), R - Projekt ROSETTA Lander (old), R - Systemanalyse Raumsegment (old), R - System Analysis Space Transport (SART) [RP], R - Core Avionics (old), R - Projekt Mascot (Rob.), R - Scosa Onboard Computing (old), Proj Small Satellite Technology Experiment Platform (old), R - Vorhaben Systemkonditionierung (old), R - Vorhaben Carbotherm (old), R - Robust thermal control system design for small satellites and landers, Systemkonditionierung (old), R - Explorationsstudien (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 > Avionics 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 Planetary Research > Asteroids and Comets Institute of Planetary Research > Planetary Geology Space Operations and Astronaut Training > User center for space experiments (MUSC) Institute of System Dynamics and Control > Space System Dynamics Institute of Planetary Research > Planetary Sensor Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Grundmann, Jan Thimo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 10 Dec 2019 10:05 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Apr 2024 20:35 |
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