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Vibration load compliance of a miniaturized CubeSat quantum communication terminal

Rüddenklau, René und Rödiger, Benjamin und Roubal, Christian und Schmidt, Christopher und Moll, Florian (2025) Vibration load compliance of a miniaturized CubeSat quantum communication terminal. Journal of Vibration and Control. SAGE Publications. doi: 10.1177/10775463251366143. ISSN 1077-5463.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/10775463251366143

Kurzfassung

CubeSats are a promising platform for the implementation of the space segment in future satellite quantum key distribution constellations. This work demonstrates the design optimization regarding the structural dynamics of the OSIRIS4QUBE quantum communication terminal and the validation of its compliance with launch and operational vibration loads. A representative simulation model is constructed, which allows for the optimization of the system. The goal is to adapt its modal characteristics to isolate it from the resonance of the fine pointing system. Since the modifications are to be decoupled from the optics design, only the printed circuit board, which serves as the optical bench, is adapted. Additionally, customized dampers are used to flatten the response curve of residual vibrations in the critical band. The payload is subjected to a vibration test to validate the simulations and demonstrate the integrity of the fast steering mirror, which revealed a resonance separation factor of 1.28 between the actuator and the optical terminal. In addition, the influence of micro-vibrations from the reaction wheels on the fine pointing mechanism is analyzed. A 3σ tracking error of 72μ rad is measured, proving that the pointing requirements are still met under the most adverse onboard operational conditions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216928/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Vibration load compliance of a miniaturized CubeSat quantum communication terminal
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rüddenklau, RenéRene.Rueddenklau (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2876-8591193119572
Rödiger, BenjaminBenjamin.Roediger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-9856-1806193119573
Roubal, ChristianChristian.Roubal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7974-6977NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, ChristopherChristopher.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moll, FlorianFlorian.Moll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 August 2025
Erschienen in:Journal of Vibration and Control
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1177/10775463251366143
Verlag:SAGE Publications
ISSN:1077-5463
Status:veröffentlicht
Stichwörter:micro vibration, structural dynamics, free-space optical communications, CubeSat, acquisition and tracking, quantum key distribution
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - OSIRIS Future
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation
Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Rüddenklau, René
Hinterlegt am:30 Sep 2025 14:31
Letzte Änderung:15 Okt 2025 12:24

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