Dnepr mit PRISMA & PICARD

PRISMA & PICARD: Großer Teufel, kleine Satelliten

Am 15. Juni 2010 brachte eine Trägerrakete des Typs Dnepr, eine konvertierte SS-18-Interkontinentalrakete, die seinerzeit als Satan bezeichnet wurde, drei kleinere Satelliten und eine an der Raketenoberstufe verbleibende Testnutzlast in den Weltraum.

Die Dnepr-Rakete startete aus einem Silo des Kosmodroms Yasny...

Weiter: http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/17062010102232.shtml

Gruß   Pirx

[/youtube]

Ein Bild vom Start gibt es beim russischen Fernsehkanal 1TV:

https://images.raumfahrer.net/up008712.JPG.

Bewegte Bilder haben sie auch:

http://www.1tv.ru/news/techno/156176

Gruß   Pirx

CNES und Kosmotras zeigen falsche Startphotos: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4919.msg151232#msg151232

Gruß   Pirx

Am Mittwoch hat sich Tango von Mango getrennt und operiert jetzt normal und selbständig. Die Satelliten haben sich ca. 120m voneinander entfernt. Tango musste dabei eine Rollrate von ca. 1°/s kompensieren und ist jetzt in langsam rotierenden Ausrichtung zur Sonne stabilisiert.

Quelle: http://www.prismasatellites.se/?id=9075&cid=17201

(Hier will man auch ein Video der Trennung freigeben.)

Dieses Bild zeigt die Separation aus Sicht von Tango (das Kreuz im Ursprung). Die Kurve zeichnet die Relativbewegung von Mango:



Da in Wirklichkeit Tango ausgestoßen wurde, muss man die Bewegungen aus Sicht von Mango dann "invertieren". Graph 1 zeigt die Sicht von oben, 2 die von der Seite und 3 die Sicht von hinten.

Interessant ist: Man kann gut an dem "Abgangswinkel" der Kurven aus dem Kreuz erkennen, dass der Stoß nur eine seitliche (Y-Komponente) und radiale Komponenten (Z-Komponenten) nach unten hatte, nicht jedoch eine tangentiale nach vorne oder hinten. Die X-Bewegung ergibt sich dann als Resultat des Stoßes nach unten. Damit hat man praktisch den Drehimpuls des Orbits nicht verändert, so dass beide Satelliten weiterhin die gleichen Umlaufzeiten haben.
Gleichzeitig sieht man in den Bildern, dass die Bewegung nie wieder zum Ursprung zurück kehrt, also nie kollidiert.
Nach 3 Drift-Orbits hat Tango seinen Orbit dann stabilisiert und die "Kreise" in Bild 1 und 2 sind ein paar hundert Meter in x-Richtung verlagert, bzw. "kreisen" um den Ursprung in 3.

Hier sind die Daten mal animiert/visualisiert:



Die Kamera ist auf Mango fixiert, das Koordinatensystem liegt in Tango. Man sieht Mangos kreisende Driftbewegung voraus, welche die x-Achse (entlang der sich Tango auf kleinen Skalen bewegt) nicht mehr kreuzt, sondern immer schön umkreist.

Tango hat jetzt seine "Betriebslage Sonne-Zenit" eingenommen: Die Solarzellen zeigen zur Sonne, die GPS-Antenne nach oben/außen.

Hier sind das "Einpendeln" der beiden Winkel zu Sonne und Zenit und die Reduktion der Rotationsrate zu sehen, die hohen Zeitansätze ergeben sich, da man nur die Magnet-Torquers in Tango zur Lagekontrolle hat:


Kurz darauf wurden die Lagekontrolle und -dynamik im Rahmen der letzten Prozeduren zur Inbetriebnahme getestet, bzw. an ihre Grenzen gefahren:

Nachdem auch die GPS-Kalibrierung im DLR abgeschlossen wurde, ist man jetzt dabei die "High Performance Green Propulsion" in Betrieb zu nehmen.

Quelle: http://www.prismasatellites.se/hpgp-1.aspx

Mango hat neben dem klassischen Hydrazinantrieb auch ein "grünes" Einstoffsystem mit LMP-103S an Bord. Die Kapazität ist 5,5kg, die zwei je 1N-Triebwerke versorgen können. Im Betrieb wird die Schubkraft von anfangs 0,9N auf 0,27N am Ende sinken. Die Brennkammern müssen für eine Zündung vorgewärmt werden. Wenn das geförderte Gas sich entspannt und in die Kammer eintritt, zersetzt und entzündet es sich.
Im normalen Betrieb arbeitet das System zusammen mit dem klassischen Hydrazinsystem, für die Messungen arbeitet es alleine. Momentan nutzt man fast jeden Überflug für Manöver und Tests.

Die Satelliten haben auch elektro-mechanische Microthruster an Bord. Im konventionellen Kaltgassystem sind Chips integriert, in/auf denen kleinste Thruster mit regelbaren Ventile und Heizelementen sitzen, um den Schub im Millinewtonbereich regeln (und optimieren) zu können, anstelle der sonst üblichen ON/OFF-Technik.

Das System scheint zu funktionieren und ist in Betrieb. Seine Wirksamkeit wird jetzt über Orbitbestimmung und Wirkung auf die Reaktionsräder gemessen.

Quelle: http://www.prismasatellites.se/microthruster-1.aspx

In diesen (12) Tagen führt man die ersten beiden Experimente zum autonomen Formationsflug (AAF, Autonomous Formation Flying) durch. Durch GPS-Navigation sollen Formationen/Konfiguration besimmter Missionszenarien (Inspektion, Docking/Assembly, ...) in der Relativbewegung der Satelliten umeinander treibstoffeffizient eingenommen werden. Dabei werden Abstände zwischen 10m und wenigen Kilometern eingenommen.

Gleichzeitig wird das optische Sensorsystem für mittlere und weite Entfernungen getestet.


Hier hat die Far Range Camera 10 Bilder in 10 Minutenintervallen gemacht, im Versuch als Startracker Sterne zu erfassen. Daher ist Tango (ca. 2,5 km entfernt) überbelichtet. Aus Sicht von Mango macht Tango eine elliptische Relativbewegung 250m x 80m.

Hier gibt es wieder ein paar bewegte Bilder: Tango, während Mango auf 50m näher kommt.

Die erste Missionsphase von PRISMA wurde inzwischen abgeschlossen. Wie das DLR in seinem Portal berichtet, soll heute das erste DLR-Experiment beginnen. Dabei geht es um den autonomen Formationsflug, wobei ein vom DLR entwickeltes Navigationssystem mit GPS zum Einsatz kommt. Aber lest selbst:
Satellitenmission PRISMA: DLR-Experiment zum autonomen Satellitenformationsflug gestartet

Das DLR war ja schon bei PRSIMA mit an Bord. Anscheinend möchte man jetzt das gesamten Programm "kaufen."
http://spacenews.com/civil/110204-german-missions-dlr-plan.html

Man möchte weiter am engen Formationsflug forschen. Mit TSX und TDX hat man bereits Neuland betreten. Für das DEOS-Projekt des DLR soll weitere Grundlagenarbeit gemacht werden.


Wobei, man wohl eher "mietet". CNES scheint auch Interesse zu haben. Auf der Prisma-Seite heißt es allgemein:

Several European companies will use Prisma to test and qualify novel technologies for autonomy, guidance, navigation and control. 
One experiment is a formation flying RF sensor system developed by CNES.
The technologies onboard Prisma

Heute sollten PRISMA und PICARD an das GSOC übergeben werden, um ein halbes Jahr vom DLR genutzt und betrieben zu werden.

Gerad´ gefunden:
FLIGHT RESULTS FROM PRISMA FORMATION FLYING AND RENDEZVOUS DEMONSTRATION MISSION

www.weblab.dlr.de/rbrt/pdf/IAC_10B429.pdf

Gruß  Pirx

Und noch ein Paper:
http://www.weblab.dlr.de/rbrt/pdf/AAS_12072.pdf

THE PRISMA FORMATION FLYING DEMONSTRATOR:
OVERVIEW AND CONCLUSIONS FROM THE NOMINAL MISSION

Obwohl das DLR Prisma schon wieder an Schweden übergeben haben, experimentiert das DLR noch weiter, halt von Schweden aus:
Erweiterte Rendezvous-Demonstration mit Hilfe von GPS und optischer Navigation

Quelle: http://www.dlr.de/blogs/de/desktopdefault.aspx/tabid-7371/12399_read-552/

Das DLR bereitet sich mit Prisma weiter auf DEOS vor. Tango hat ein "unkooperatives Ziel" simuliert, dem sich Mango nur mit seinen Sensormessungen von 30km auf 3km genähert hat. Das hat insgesamt 5 Tage gedauert. Dabei hat Mango mit hoch genauer GPS-Navigation manövriert, mittels Kamera Tango erfasst und dessen relative Position und Lage bestimmt. Tango war dabei vollkommen passiv und hat sogar leicht rotiert.
Warum so langsam? Mango hat mit seiner Kamera Tango erfasst, die Daten gespeichert, beim Überflug über den Bodenstationen zur Erde gespielt. Erst hier wurden die optischen Daten in relative Positions- und Lagedaten umgesetzt und das nächste Manöver berechnet. Bei einem nächsten Überflug wurden die hinauf gespielt und Mango hat manövriert ... und so ging es schrittweise vorsichtig immer näher.

Das Ganze zeigt, wie herausfordernd ein Rendezvous mit einem "nicht kooperierenden" Ziel ist, wie schwer on-orbit-Servicing wird. Hier kommt noch hinzu, dass Mango-Tango für dieses Szenario nicht ausgelegt/optimiert sind. Sowohl Sensorik als auch Bord-Avionik können das quasi nicht, so dass viel Arbeit am Boden lag. Eine optimierte Technik (z.B. DEOS) sollte mehr Fähigkeiten im Orbit haben und autonomer arbeiten können.
Außerdem: mit EDRS (oder generell Relais-Satelliten) wäre das Ganze nochmal leistungsfähiger, v.a. zügiger, da man nicht auf die sporadischen und kurzen Überflüge angewiesen ist.



Bild: DLR - Plot der relativen Position Mango-zu-Tango. Man sieht die spiralförmige Annäherung.


Bild: DLR - Mehrere Bilder von Tango, aufgenommen von Mango, übereinander gelegt. Auch das zeigt die relative Kreisbewegung der Satelliten zu-/umeinander.

Im Prisma-Blog gab es noch ein paar Antworten:

• man hatte nur mittels Kiruna Kontakt, ca. 10mal pro Tag.
• Beim nächsten Kontakt nach dem Downlink wurden die Kommandosaequenzen hochgeladen.
• in den folgenden zwei Orbits hat Mango dann manövriert.
• nach Abschluss der Manöver wurden wieder Bilddaten gesammelt, mindestens für einen kompletten Orbit
• so hat man im Schnitt 2 Manöversequenzen am Tag geschafft.

"OHB Sweden: 10 Jahre Prisma

OHB Sweden: Satellitenmission Prisma feiert ihr 10-jähriges Bestehen. Satelliten Mango und Tango haben vier Jahre miteinander "getanzt". Eine Pressemitteilung der OHB SE Bremen."



Das Foto zeigt den Satelliten Tango aufgenommen von seinem Missionspartner Mango.
(Bild: OHB Sweden)

Weiter in der Pressemitteilung der OHB SE Bremen:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/18062020091216.shtml

Viele Grüße
Rücksturz

Alle Achtung ! Relativ unspektakuläre Mission, aber im Portalartikel gibts dann doch was zum Nachdenken