Am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität München wird das sog. RACOON-Lab als ein „Hardware in the Loop“ (HIL) Labor entwickelt. Dabei soll das Szenario, funktionsunfähige Satelliten einzufangen bzw. warten zu können simuliert werden. Die dafür verwendeten Sensoren, um u.a. Tiefenbilder zu erstellen, sollen mit möglichst realistischen Lichtverhältnissen getestet werden. Dabei spielt, zum einen, die direkte Einstrahlung der Sonne im Weltall eine gravierende Rolle. Zum anderen, soll auch das an der Erde reflektierte Licht, die sog. Erdalbedo, mit in die Simulationen einbezogen werden. Dafür wird in dieser Arbeit ein Erdalbedosimulator entwickelt und in das RACOON-Lab integriert. Diese Arbeit wird nach einer Methode des Systems Engineerings durchgeführt. Um die Lichtverhältnisse der reflektierten Strahlung im Weltall nachbilden zu können, muss zunächst eine ausführliche Analyse der spektralen Verteilung der Erdalbedo durchgeführt werden. Dabei fällt auf, dass sowohl die spektrale Verteilung als auch die Gesamtintensität der Erdalbedo sehr stark von diversen Faktoren abhängig sind. Diese Arbeit konzentriert sich auf die wichtigsten und einflussreichsten Faktoren: Die reflektierende Oberfläche, der Orbit des relevanten Satelliten und der Sonnenwinkel (englisch: Solar Zenith Angle, SZA). Es werden Referenzspektren für die spektrale Intensitätsverteilung der Erdalbedo in Abhängigkeit der o.g. Faktoren erarbeitet. Dabei werden diese auf die Ergebnisse der Spektralmessungen des Sonnensimulators bezogen. Daraufhin werden Studien durchgeführt, die zu einer Auswahl des passendsten und finanzierbarsten Leuchtmittels in Kombination mit Farbfiltern führen. Um die Auswahl der Kombination des Leuchtmittels mit Farbfiltern verifizieren zu können, wird das Leuchtmittel getestet und spektral vermessen. Dafür wird das Leuchtmittel mittels Vorschalt- und Zündgerät betrieben und über einen Arduino Teensy 3.2 inklusive Mikrokontroller angesteuert. Spektrale Messungen des Leuchtmittels mit violettem Farbfilter am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) zeigen, dass es möglich ist, die Gesamtintensität des Erdalbedosimulators im Bereich zwischen 25,5 % und 67,2 % als prozentualen Anteil des Sonnensimulators einstellen zu können. Darüber hinaus verlaufen die Spektralverteilungen des Erdalbedosimulators sehr ähnlich zu den Referenzspektren. Allerdings können mit diesem Erdalbedosimulator die für die reale Erdalbedo typischen Absorptionsbereiche nicht nachgebildet werden. Nachdem die Versuche erfolgreich abgeschlossen sind, wird der Erdalbedosimulator über eine dafür vorgesehene Schnittstelle in das RAACOON-Lab integriert und kann kabellos vom Operatorplatz aus angesteuert werden. Die wichtigste Funktion dabei ist, dass das Leuchtmittel über das Vorschaltgerät gedimmt werden kann. So kann das Spektrum des ausstrahlenden Lichts optimal an die Reflexionsverhältnisse im Weltall angepasst werden.     «

Am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität München wird das sog. RACOON-Lab als ein „Hardware in the Loop“ (HIL) Labor entwickelt. Dabei soll das Szenario, funktionsunfähige Satelliten einzufangen bzw. warten zu können simuliert werden. Die dafür verwendeten Sensoren, um u.a. Tiefenbilder zu erstellen, sollen mit möglichst realistischen Lichtverhältnissen getestet werden. Dabei spielt, zum einen, die direkte Einstrahlung der Sonne im Weltall eine gravierende Rolle. Zum anderen...     »

Doctoral candidates and students develop a so called RACOON-Lab as a Hardware in the Loop laboratory at the Chair of Astronautics of the Technical University in Munich. The scenario of capturing or maintaining inoperative Satellites shall be simulated. To create depth images, we want to test sensors under lightning conditions in space, which are as realistic as possible. On the one hand, the sun radiation plays a very significant part. On the other hand, the influence of the earth albedo radiance in space shall be considered in the simulation as well. Therefore, we develop an earth albedo simulator to integrate it into the RACOON-Lab. The thesis will be undertaken by a method of Systems Engineering. To recreate the lightning conditions of the reflected radiance in space, a detailed analysis on the spectral distribution of the earth albedo needs to be executed. It is obvious, that, besides the spectral distribution, also the total intensity of the earth albedo is extremely depending on several factors. This thesis concentrates on the three most important and most influential factors. These are the reflecting surface, the orbit of the relevant satellite and the Solar Zenith Angle (SZA). We work out spectral distributions, depending on the factors mentioned above, as reference spectrums, we want to recreate with respect to the solar simulator. Within this process, studies are performed to evaluate the best fitting and financially possible combination of lamp and colour filters. To validate my selection, spectral measurements of the lamp radiation need to be performed. A ballast with ignitor operates the lamp while the ballast is controlled via Arduino Teensy 3.2 including a microcontroller. The spectral measurements, realised at the Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ), show, that it is possible to adjust the percentual amount of the total intensity of the earth albedo simulator (with respect to the solar simulator) between 25,5 % and 67,2 %. Besides that, the measurement curves proceed very similar to the curves of the reference spectrums. Although, with this earth albedo simulator you cannot recreate the typical absorption areas. After the successful execution of the spectral measurements, we integrate the earth albedo simulator into the RACOON-Lab with an interface to the intended “sled”. From a control room you can operate the earth albedo simulator via a wireless connection. The most important function of the simulator is the fact that you can dim the lamp with the ballast. Therefore, the spectrum of the lamp can be adjusted to the reflecting conditions in space.     «

Doctoral candidates and students develop a so called RACOON-Lab as a Hardware in the Loop laboratory at the Chair of Astronautics of the Technical University in Munich. The scenario of capturing or maintaining inoperative Satellites shall be simulated. To create depth images, we want to test sensors under lightning conditions in space, which are as realistic as possible. On the one hand, the sun radiation plays a very significant part. On the other hand, the influence of the earth albedo radianc...     »