Objektorientierte Modellierung von Kepler-Orbit-Übergangsbahnen und Integration in ein Flugbahnrechnungsprogramm

Abstract

Die Aufgabenstellung dieser Arbeit umfaßte die objektorientierte Modellierung des Problems analytisch zu berechnender Bahnübergänge von einem beliebigen Punkt auf elliptischen Ausgangsorbits zu einem beliebigen Punkt auf einem Zielorbit oder zu einem bestimmten Flugzustand. Eine Übergangsbahn wurde definiert als ein schubfreier Flugabschnitt, eingeleitet und beendet durch jeweils ein Schubmanöver. Nach Vorstellung der Berechnung von Korrekturen gegebener Ausgangsorbits über die Veränderung ein oder mehrerer Bahnparameter, wurde ein Algorithmus entwickelt, der aus einem beliebig elliptischen Ausgangsorbit und gegeben Wiedereintrittspunkt und -winkel in die Planetenatmosphäre, die zugehörige Übergangsbahn und das Bremsmanöver berechnet. Die Object Modelling Technique (OMT) stand im Vordergrund bei der Erfassung des Problems der orbitalen Bahnmechanik und der Orbitkorrekturen, deren maßgeblichen Elemente in ein objektorientiertes Modell eingegliedert und in der Programmiersprache C++ implementiert wurden. Die einzelnen Klassen wurden auf ihre Anwendung, Zusammenarbeit und Besonderheiten hin beschrieben und an das bestehende Softwarepaket OOTTOS angebunden. Über Testläufe wurde die Verbindung und Kommunikationsfähigkeit beider Programmstrukturen verifiziert und dokumentiert. Schon während seiner Erstellung offenbarte sich die Erweiterbarkeit und Flexibilität des objektorientierten Modells. Der modulare Aufbau, die klar definierten Schnittstellen und das objektorientierte Prinzip an sich bieten großes Potential zur einfachen Weiterentwicklung und Anbindung von komplexeren Funktionalitäten. Dies rechtfertigt den Vorzug von C++ für die Programmierung gegenüber einer klassischen Programmiersprache (wie zum Beispiel FORTRAN).