Raumfahrt an der Universität Stuttgart

Karteikarten und Zusammenfassungen für Raumfahrt an der Universität Stuttgart

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Beispielhafte Karteikarten für Raumfahrt an der Universität Stuttgart auf StudySmarter:

Welche Schlüsselelemente („key elements“) sind, neben dem Satelliten-Bus, für den Erfolg einer Raumfahrtmission von entscheidender Bedeutung?

• Kommunikationsarchitektur

• Nutzlast (und Satellitenbus)

• Umlaufbahn und Ausrichtung

• Operationen und Bodenstationen

• Trägersystem und Orbit-Transfer

• Benutzerschnittstelle

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Was sind typische Anforderungen, die sich aus den übergeordneten Missionszielen ableiten lassen?

• Lebensdauer

• (Messdaten-) Auflösung

• Kosten

• Leistung

• Messdatenerfassung

• Reichweite / Abdeckung / Deckungsgrad

• Zuverlässigkeit

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Welche typischen treibenden Faktoren ergeben sich für fast alle Raumfahrtmissionen (System Drivers)?

• Umlaufbahn, Höhe, Lage und Ausrichtung (Abhängig vom Trägersystem und der verwendbaren Orbits)

• Masse und Volumen (Abhängig vom Trägersystem)

• Datenrate

• Leistung / Stromversorgung

• Anzahl Raumfahrtzeuge

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Welche zwei grundsätzlichen Architektur-Konzepte werden für die Kommunikation mit Satelliten verwendet?

• Store & Forward Kommunikation → Downlink mit hohen Datenübertragungsraten in kurzen Kontaktzeiten

• Relais-Satelliten Kommunikation über Satellit-Satellit-Verbindungen (Echtzeit)

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Warum wird eine Thermalkontrolle bei Satelliten benötigt? Welche typischen Komponenten gibt es?

• Thermalkontrolle:

- Um Temperaturgrenzen von Nutzlast und Komponenten einzuhalten

- Um stabiles Temperaturniveau zu gewährleisten (minimale Gradienten)

- Extreme Wärmelasten und Kältephasen zu bewältigen (zeitabhängige Hitzelasten)

• Komponenten:

- Temperatursensoren und Kontrollelektronik

- Thermostats und Heizungen

- Oberflächenbeschichtungen und Isolierungen

- Thermalradiatoren

- Wärmeleitpfade und Hitzerohre, Flüssigkeitskreisläufe, Mehrphasensysteme

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Welche Aufgaben hat das Subsystem „Struktur und Mechanismen“?

• Mechanische Stabilisierung des Satellitenbusses und der Nutzlast

• Kräfte und Vibrationen während des Start und Betriebs tragen

• Start-Adapter bereitstellen

• Mechanische Festigkeit und Steifigkeit bieten

• Ausklappmechanismen für Solarpanele und Thermalradiatoren bereitstellen

• Mechanismen für Aufsätze (z.B.: Sensoren) bereitstellen

• Abschirmung des Raumfahrtzeugs von Partikeln und Sonnenstrahlung

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In welchen Frequenzbereichen erfolgt typischerweise die Kommunikation mit Satelliten?

• Typischer Bereich: 1 − 15 GHZ

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Was versteht man unter Modulation eines Signals?

• Wandlung und Codierung eines digitalen Signals auf die Trägerfrequenz

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Aus welchen Komponenten bestehen typischerweise Lageregelungssysteme?

• Sensorik zur Lagebestimmung (z.B.: Sonnensensor, Sternensensor, Erdsensor, Magnetometer, Gyroskop, Beschleunigungsmesser)

• Aktuatoren zur Lageänderung (z.B.: Triebwerke, magnetischer Drehmomentgeber, Drallstabilisation, Reaktionsrad, Gyroskop/Aktuator)

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Nennen Sie jeweils zwei Aufgaben des Antriebsystems und des Umwelt- und Lebenserhaltungssystems.

• Antriebssystem:

- Geschwindigkeitsänderungen des RFZ

- Stellt Schub für Lage- und Bahnregelung zur Verfügung

- Entsättigung von Reaktionsrädern

• Umwelt- und Lebenserhaltungssystem:

- Atmosphärenkontrolle (Zusammensetzung, Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, …)

- Wassermanagement (Versorgung, Aufbereitung, …)

- Abfallmanagement (Sammlung, Aufbewahrung, Verarbeitung, …)

- Bereitstellen von Verbrauchsgütern

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Warum sind die Ergebnisse der Phasen 0, A und B für den weiteren Projektverlauf von herausragender Bedeutung?

• Projektkosten für die Phasen 0, A und B sehr gering (~ 2%)

• Abschätzung Großteil der Kosten für gesamtes Projekt (~ 80%)

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Nennen Sie die typischen Subsysteme eines Satelliten!

- Struktur und Mechanismen; SMS

- Bahn- und Lageregelung; AOCS

- Antriebssystem; PS

- Kommunikationssystem; CS

- Befehl- und Datenverarbeitungssystem; C&DH

- Energieversorgung; EPS

- Thermalkontrolle; TCS

- Nutzlast;

- Umweltkontrolle und Lebenserhaltung; ECLSS

- Außenbordeinsatz System

- Wiedereintritt System

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• Kommunikationsarchitektur

• Nutzlast (und Satellitenbus)

• Umlaufbahn und Ausrichtung

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• Lebensdauer

• (Messdaten-) Auflösung

• Kosten

• Leistung

• Messdatenerfassung

• Reichweite / Abdeckung / Deckungsgrad

• Zuverlässigkeit

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• Umlaufbahn, Höhe, Lage und Ausrichtung (Abhängig vom Trägersystem und der verwendbaren Orbits)

• Masse und Volumen (Abhängig vom Trägersystem)

• Datenrate

• Leistung / Stromversorgung

• Anzahl Raumfahrtzeuge

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• Relais-Satelliten Kommunikation über Satellit-Satellit-Verbindungen (Echtzeit)

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Warum wird eine Thermalkontrolle bei Satelliten benötigt? Welche typischen Komponenten gibt es?

• Thermalkontrolle:

- Um Temperaturgrenzen von Nutzlast und Komponenten einzuhalten

- Um stabiles Temperaturniveau zu gewährleisten (minimale Gradienten)

- Extreme Wärmelasten und Kältephasen zu bewältigen (zeitabhängige Hitzelasten)

• Komponenten:

- Temperatursensoren und Kontrollelektronik

- Thermostats und Heizungen

- Oberflächenbeschichtungen und Isolierungen

- Thermalradiatoren

- Wärmeleitpfade und Hitzerohre, Flüssigkeitskreisläufe, Mehrphasensysteme

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Welche Aufgaben hat das Subsystem „Struktur und Mechanismen“?

• Mechanische Stabilisierung des Satellitenbusses und der Nutzlast

• Kräfte und Vibrationen während des Start und Betriebs tragen

• Start-Adapter bereitstellen

• Mechanische Festigkeit und Steifigkeit bieten

• Ausklappmechanismen für Solarpanele und Thermalradiatoren bereitstellen

• Mechanismen für Aufsätze (z.B.: Sensoren) bereitstellen

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• Typischer Bereich: 1 − 15 GHZ

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Was versteht man unter Modulation eines Signals?

• Wandlung und Codierung eines digitalen Signals auf die Trägerfrequenz

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Aus welchen Komponenten bestehen typischerweise Lageregelungssysteme?

• Sensorik zur Lagebestimmung (z.B.: Sonnensensor, Sternensensor, Erdsensor, Magnetometer, Gyroskop, Beschleunigungsmesser)

• Aktuatoren zur Lageänderung (z.B.: Triebwerke, magnetischer Drehmomentgeber, Drallstabilisation, Reaktionsrad, Gyroskop/Aktuator)

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Nennen Sie jeweils zwei Aufgaben des Antriebsystems und des Umwelt- und Lebenserhaltungssystems.

• Antriebssystem:

- Geschwindigkeitsänderungen des RFZ

- Stellt Schub für Lage- und Bahnregelung zur Verfügung

- Entsättigung von Reaktionsrädern

• Umwelt- und Lebenserhaltungssystem:

- Atmosphärenkontrolle (Zusammensetzung, Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, …)

- Wassermanagement (Versorgung, Aufbereitung, …)

- Abfallmanagement (Sammlung, Aufbewahrung, Verarbeitung, …)

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Warum sind die Ergebnisse der Phasen 0, A und B für den weiteren Projektverlauf von herausragender Bedeutung?

• Projektkosten für die Phasen 0, A und B sehr gering (~ 2%)

• Abschätzung Großteil der Kosten für gesamtes Projekt (~ 80%)

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- Nutzlast;

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