Mittels des RacoonLab können Simulationen im Bereich des On-Orbit-Servicings durchgeführt werden. Hierbei ist auch ein kontrollierter Anflug auf ein Zielobjekt Teil der Mission. Innerhalb der Simulationsumgebung existieren verschiedene Module mit unterschiedlichen Aufgaben und davon ist eines die Mechaniksimulation. Sie ist für die Berechnung der Bewegungen aller Satelliten zuständig. Es war nicht bekannt, wie diese aufgebaut ist und die Berechnungen im Detail durchführt werden. Außerdem bestand die Vermutung, dass der Code größtenteils nicht notwendig für die Nutzung war. Aus diesen Gründen wurde die Mechaniksimulation auf ihre Beschaffenheit untersucht und mit diesen Informationen die Struktur näher beschrieben. Zusätzlich soll die Implementierung gekürzt und auf das wesentliche reduziert werden. Ziel dieser Arbeit war es außerdem den vorhandenen Code um verschiedene Elemente zu erweitern. Hierbei wurde eine Schnittstelle für das manuelle Einfügen neuer Propagatoren, das mögliche Berücksichtigen von Orbitstörungen und eine funktionierende Krafteinleitung gefordert. Die Bullet-Algorithmenbibliothek, die für die Berechnung verwendet wurde, ist aufgrund des geringen Nutzen entfernt worden. Außerdem konnte für die RacoonMechaniksimulation eine ungestörte Zwei-Körper-Simulation detektiert werden. Aus diesem Grund wurde zusätzlich ein Propagator neu implementiert, der auch die gravitativen Störterme, die durch die Erde verursacht werden, berücksichtigt. Hierbei können entweder zonale Störungen bis zu einem Grad 6 explizit oder zonal, tesserale und sektorale Beschleunigungen ohne Limit rekursiv bestimmt werden. Zusätzlich ist auch ein weiterer Propagator ergänzt worden, der andere Integrationsverfahren nutzt. Nach der Implementierung wurden die neuen Propagatoren auf ihre Genauigkeit überprüft und vergleichbaren Simulationen aus STK gegenübergestellt. Zuerst aber wird gezeigt, dass die Veränderung an den Strukturen und das Löschen der BulletUmgebung eine Änderung der Satellitenlage innerhalb eines Umlaufs im 10-8 MeterBereich impliziert. Der Vergleich des vorhandenen Propagators mit einer Zwei-KörperSimulation aus STK liefert Positionsdifferenzen von bis zu zwei Millimeter. Die Gegenüberstellung des durch zonale Terme ergänzten Propagators (J2/4) mit einer vergleichbaren STK-J2/4-Simulation führt zu einer Abweichung der Schwerpunktlage um ca. 70 Meter auf allen Achsen. Untersucht man den rekursiven Algorithmus des neuen Propagators auf seine Abweichungen im Gegensatz zu einem STK-Propagator, der die gleichen Störterme berücksichtigt, dann kommt man zu einer deutlich größeren Abweichung. Hier unterscheiden sich die Ergebnisse um maximal 900 Meter. Um die Differenzen besser beurteilen zu können, wurde auch ein Vergleich der ungestörten Zwei-Körper-Simulation mit der zonalen Version des ergänzten Propagators durchgeführt. Hierbei kommt es zu Unterschieden bis zu 100 km. Zusätzlich wurden die einzelnen Algorithmen in Bezug auf ihre Leistungsfähigkeit bzw. Schnelligkeit analysiert und verglichen. Dabei wurden keine wesentlichen Abweichungen festgestellt.     «

Mittels des RacoonLab können Simulationen im Bereich des On-Orbit-Servicings durchgeführt werden. Hierbei ist auch ein kontrollierter Anflug auf ein Zielobjekt Teil der Mission. Innerhalb der Simulationsumgebung existieren verschiedene Module mit unterschiedlichen Aufgaben und davon ist eines die Mechaniksimulation. Sie ist für die Berechnung der Bewegungen aller Satelliten zuständig. Es war nicht bekannt, wie diese aufgebaut ist und die Berechnungen im Detail durchführt werden. Außerdem besta...     »

Using the RacoonLab, simulations can be performed in the area of on-orbit service. A controlled approach to a target is part of the mission. Within the simulation environment there are different modules with different tasks and one of them is the mechanicsimulation. It is responsible for the calculation motion equations of all satellites. It was not known how the simulation is constructed and how it performs the calculations in detail. Moreover, there was a presumption that the code was not necessary for the use mostly. For these reasons, the mechanical simulation was examined for its properties and the structure was described more accurate with this information. In addition, the implementation should be shortened and reduced to the essential. The aim of this thesis was also to extend the existing code by including various elements. Therefor an interface for the manual input of new propagators, the consideration of orbit perturbations and a working force injection was required. The bullet algorithm library used for the computation of the equations has been removed, because of its poor utility. In addition, an undisturbed two-body simulation was detected in the Racoon mechanical simulation. For this reason, a new propagator was implemented, which also takes the gravitational perturbations caused by the earth into account. In this case, zonal perturbations can be determined explicitly up to a degree of 6. Zonal, tesseral and sectoral accelerations without limit in order and degree can be calculated by a recursive method. In addition, another propagator has been added which is using other integration methods. After the implementation the new propagators were checked for their accuracy and compared to similar simulations from STK. First, however, it becomes apparent that changing the structures and deleting the bullet environment implies a change in the satellite position within a 10-8-meter range. The comparison of the existing propagator with a two-body simulation from STK yields position differences of up to two millimeters. The comparison of the propagator (J2/4) supplemented by zonal terms with a comparable STK-J2/4 simulation results in a deviation of the center of gravity about 70 meters on all axes. Examining the recursive algorithm of the new propagator for its deviations compared to an STK propagator, which takes the same perturbations into consideration, leads to much bigger differences. In this case, the results differ by a maximum of 900 meters. In order to be able to evaluate the differences precisely, a comparison of the unperturbed two-body simulation with the zonal version of the new propagator was carried out. There are differences up to 100 km. In addition, the certain algorithms were analyzed and compared with regard to their efficiency and speed. There was no essential difference detected.     «

Using the RacoonLab, simulations can be performed in the area of on-orbit service. A controlled approach to a target is part of the mission. Within the simulation environment there are different modules with different tasks and one of them is the mechanicsimulation. It is responsible for the calculation motion equations of all satellites. It was not known how the simulation is constructed and how it performs the calculations in detail. Moreover, there was a presumption that the code was not nec...     »