Analyse des Einflusses von Orbitstörungen auf die Charakteristik von Subspuren

Abstract

Im Entwurf einer Satellitenmission gelten die Form und die zeitlichen Veränderungen der Satelliten-Subspur insbesondere im Bereich der Daten-Kommunikation mit Bodenstationen auf der Erde als essenzielle Parameter. Am Anfang jeder Mission können die Subspur des Satelliten oder die Orbit-Parameter festgelegt werden. Durch entsprechende analytische Transformationen können die Orbit-Parameter aus der Subspur oder die Subspur aus den Orbit-Parametern bestimmt werden. Bei der Transformation der Orbit-Parameter zur Bodenspur oder andersherum werden jedoch Störeinflüsse nicht berücksichtigt. Die zeitlichen Änderungen der Orbit-Parameter, verursacht durch die Störungen auf die Subspur des Satelliten, können durch Simulationen genauer analysiert werden. Die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit dem Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) entwickelte Simulationsbibliothek HPS erlaubt es, Guidance, Navigation and Control (GNC) Systeme unter realen Umgebungsbedingungen und damit die Systemdynamik von Raumfahrtfahrsystemen unter Störeinflüssen zu simulieren und zu testen. Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst mithilfe der HPS Bibliothek repräsentative Szenarien, bestehend aus charakteristischen Orbits, festgelegt. In der Simulation werden sukzessiv die Einflüsse der einzelnen Störungen auf die Subspur und damit auf die Kepler-Elemente der verschiedenen Satellitenorbits untersucht. Zum Schluss wird durch den Vergleich der aus den einzelnen Simulationen gewonnenen Erkenntnissen mit Referenzmissionen ein Realbezug vollzogen.