Quelle: ESA, Erasmus UC
SOLARDas SOLAR Observatorium ist eine Überwachungseinrichtung welche mit einer hervorregenden Genauigkeit in der Lage ist die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichtes zu ermitteln. Nicht nur das dies einen Beitrag zum Verständis der Physik der Sonne liefert, so ist die spektrale energetische Verteilung und die zeitlichen Änderung dieser Werte von großer Bedeutung für die Erstellung von Klimamodellen der irdischen Atmosphäre.
SOLAR wird, zusammen mit EuTEF (European Technology Exposure Facility), auf einem MPESS Träger (Mission Peculiar Experiment Support Structure) auf der Shuttle-Mission STS-122 zusammen mit COF (Columbus Orbital Facility) zur ISS befördert.
Nach dem Docken des Shuttles mit der ISS wird SOLAR während einer EVA von der MPESS demontiert und mit Hilfe des Shuttle- und des Stationsarmes zur CEPF (Columbus External Payload Facility) transferiert. SOLAR wird an der oberen Platform der CEPF installiert (ursprünglich war es mal vorgesehen SOLAR an der EXPRESS Platform welche sich an der S3 Trägerstruktur befindet zu betreiben).
CEPF
Das CEPF besteht aus zwei externen Trägerplatformen die symetrisch am Endkonus des COF angebracht sind.
Damit verfügt das CEPF über vier Montageplätze mit den für den Betrieb der externen Nutzlasten benötigten
Versorgungs- und Kommunikationseinrichtungen. Eine Platform ist also zur Erde orientiert (Nadirplatform),
zwei Richtung Steuerbordseite und eine nach "oben" weisend (Zenithplatform). Jede der Platformen ist
ausgelegt, bis zu 227kg Masse am Adapter aufzunehmen. Die elektrischen Verbindungen der Nutzlast werden
über die Steckverbindungen, die auf dem CEPA (Columbus External Payload Adapter) angebracht sind mit den
entsprechenden Gegenstücken der CEPF verbunden. Von der CEPF werden Nutzlastdaten über MIL-STD-1553B
und Ethernet zum COF übertragen, und können mittels ISS-Verbindungseinrichtungen zu Bodenstationen
übermittelt werden.
SOLAR belegt die Zenithplatform der CEPF. Zuständig für die Vorbereitungen, Flugbetrieb und Datenaufbereitung
ist das (User Support and Operation Center) USOC Brüssel in Belgien.
Nach Installation wird SOLAR für einen Zeitraum von ca. 1,5 Jahren durchgehend betrieben werden.
Dabei wird SOLAR pro Orbit für ca. 15min mittels eines generell einsetzbaren CPD (Coarse Pointing Devices) auf
die Sonne ausgerichtet. Die Aufbauten von SOLAR stellen zusammen eine 75kg Nutzlast am CPD dar.
CPD
Das CPD ist eine Struktur, welche die Aufgabe hat eine Nutzlast auf ein Ziel auszurichten, und dabei die
orbitale Bewegung der ISS auszuregeln. Das CPD besteht aus einem in zwei Achsen beweglichen, kardanisch
aufgehängten, Rahmen. Die Nachführung wird mittels eines auf dem Rahmen befindlichen Sonnensensors, und
Drehgeber und elektronisch kommutierte Synchronmotoren, die sich an jeder Achse befinden, ausgeführt.
Die Regelalgorithmen sind in Software in der CU (Control Unit) implementiert. Der maximale Winkelauschlag
beträgt dabei +/-25grad über die Achse welche die saisonale Änderung der Orbitinklination, und +/-40grad
über die Achse welche die Orbitalbewegung der ISS ausgleicht. Die absolute Genauigkeit der Ausrichtung
beträgt +/-1grad, und die Stabilität der Ausrichtung 0,3grad über 10sec.
Während des Transportes sind die Aufhängungen mittels elektromechanischer Bolzen verriegelt, welche nur
im operationellen Betrieb im Orbit freigegeben werden.
CU (Control Unit)
Die CU besteht aus zwei Teilen. Die Spannungsversorgungseinheit und die Regelungs-, Datenaufbereitungs-
und Kommunikationseinheit, also ein Prozessorsystem.
Die Spannungsversorgungseinheit versorgt das CPD und die Intrumentierung mit 28V DC.
Als Spannungsquelle sind je nach Verfügbarkeit verschiedene Netze zu unterstützen.
1. Die 28V DC Nutzlastversorgung in der Nutzlastbucht des Shuttles.
2. Die über eine von zwei Leitungen vom CEPF zur Verfügung gestellte operationelle Betriebsspannung von
120V DC.
3. Die über die andere der zwei Leitungen vom CEPF zur Verfügung gestellte Backup-Spannung von 120V DC.
Das Prozessorsystem kommuniziert mit der CEPF über die CEPA Anschlüsse.
Dessen Software regelt das CPD, verarbeitet Telemetriedaten und Commandos der Nutzlast, überwacht
deren Status, und verarbeitet die wissenschaflichen Daten der Instrumentierung.
Die Instrumentierung von SOLAR
SOLAR beinhaltet 3 Messeinrichtungen, welche sich über einen großen Bereich des elektrmagnetischen Spektrums
ergänzen und Messungen im Wellenlängenbereich von 17nm bis 100µm ermöglichen. In diesem Wellenlängenereich
liegen 99% der von der Sonne emmitierten Energie. Die Messeinrichtungen sind:
SOVIM (SOlar Variable & Irradiance Monitor):
deckt den nahen Ultraviolettbereich, den Sichtbaren und infrarote Bereiche des elektromagnetischen Spektrums
ab (200nm bis 100µm).
SOLSPEC (SOLar SPECtral Irradiance measurements):
deckt den Bereich von 180nm bis 3000nm mit hoher spektraler Auflösung ab.
SOLACES (SOLar AutoCalibrating ExtremUV/UV Spectrophotometers):
misst den EUV/UV Bereich mit mittlerer Auflösung (17nm bis 220nm).
SOVIM und SOLSPEC sind verbesserte Versionen von Instrumenten, die bereits bei Missionen im Weltraum eingesetzt wurden. SOLACES ist dagegen eine gänzlich neu entwickelte Meßeinrichtung. Die drei Meßeinrichtungen ergänzen sich, und ermöglichen die Ermittlung von Daten wie sie noch nie zur Verfügung gestanden sind.
m.f.G.
James
