Strukturstabilisierung

Die strukturelle Stabilität an Bord von Raumfahrzeugen ist eine wesentliche Voraussetzung für aktuelle und zukünftige Missionen mit Hochleistungsinstrumenten. Dieser Aspekt gewinnt immer mehr an Bedeutung, da neue Instrumente eine bisher unerreichte Genauigkeit erzielen, zum Beispiel bei Messsystemen oder optischen Nutzlasten.

Bisher konnten Raumfahrzeuge eine ruhige und geräuscharme Umgebung bieten, von der aus diese Instrumente betrieben wurden. Da jedoch in Zukunft eine höhere Stabilität erwartet wird, wird es immer wichtiger, die Auswirkungen von Geräuschen und Störquellen an Bord zu dämpfen.

Eines der Anwendungsgebiete, in denen dies derzeit zu erkennen ist, ist die Weltraum-Interferometrie. Um die Interferometrie aus dem Weltraum anwenden zu können, ist es oft erforderlich, die Entfernungen zwischen den in Formation fliegenden Satelliten mit einer Genauigkeit von Mikrometern abzuschätzen. Dies kann nur erreicht werden, wenn die strukturelle Stabilität an Bord des Raumschiffes mindestens gleich hoch ist.

Ein Teil der Arbeit am Institut für Raumfahrttechnik konzentriert sich auf die Identifizierung und Quantifizierung möglicher Störquellen, die die Strukturstabilität beeinflussen können , wie z.B. Mikrovibrationen und niederfrequente thermische Schwingungen.

Die durch diese Störquellen verursachten Verformungen werden traditionell durch passive Methoden, wie z.B. die Verwendung von Materialien mit hoher Steifigkeit und extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, minimiert. Dieser Ansatz kann den Entwicklungsaufwand von Raumfahrzeugen erheblich erhöhen und ist von Natur aus durch die Materialeigenschaften begrenzt. So untersucht das Institut für Raumfahrttechnik auch Methoden zur Strukturregelung, insbesondere zur Kompensation niederfrequenter Verformungen durch thermische Schwingungen.