Entwicklung und Verifikation miniaturisierter Sonnensensorsysteme für Picosatelliten (Development and Verification of miniaturized low-cost Sun Sensor Systems for the Implementation in Picosatellites)

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Die Entwicklung von Picosatelliten (mit dimensionalen Abmaßen, die sich im Zentimeterbereich bewegen und einer Gesamtmasse von weniger als 1 Kilogramm) wird derzeit hauptsächlich von universitären Instituten und Hochschulen vorangetrieben. Weltweit arbeiten Wissenschaftler und Studierende aus den USA, Kanada, Dänemark, Deutschland, Japan, Taiwan, Südkorea und anderen Ländern an der Umsetzung technologisch ehrgeiziger Vorhaben und reflektieren damit den aktuellen Trend in der Raumfahrtindustrie, hin zu miniaturisierten Komponenten und Systemen. Dieser Antrag ist dem Teilbereich Lagebestimmung von Satelliten einzuordnen. Die Kenntnis der aktuellen Orientierung eines Satelliten, bezogen auf ein gewähltes Inertialsystem, ist von signifikanter Relevanz für die Berechnung und Evaluierung einer notwendigen Lagekorrektur. Aus diesem Grunde sollen im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zwei grundsätzliche Systemansätze für die Bestimmung der Lage basierend auf der Messung des Sonnenwinkels im Verhältnis zum Satelliten untersucht werden. Der erste Ansatz beruht auf reiner Digitaltechnik. Es werden hierbei von einer CMOS Kamera, die mit einem Blendensatz versehen ist, Aufnahmen der Satellitenumgebung gemacht und dann über einen Softwarealgorithmus der entstehende Einstrahlkegel zur Errechnung des Sonnenwinkels genutzt. Der zweite Ansatz umfasst den Einsatz von analogen Miniaturphotodioden mit Blendenaufsatz, die speziell für solche Anwendungen von der Dänischen Technischen Universität entwickelt wurden. Hierbei werden über eine entsprechende Verschaltung der peripheren Elektronik dem Sonnenwinkel proportionale Verstärkerspannungen erzeugt.