OLEV – Orbital Life Extension Vehicle (2006)
Es scheint, dass wir mit unserem Einfangwerkzeug und der Andocktechnologie, die wir für ESS entwickelt haben, den ersten Business Case für On-Orbit-Services schaffen könnten. Telekommunikationssatelliten kosten in der Regel mindestens 250 Millionen Dollar und sind für eine durchschnittliche Lebensdauer im Orbit von 10-15 Jahren ausgelegt. Sobald der Treibstoff an Bord aufgebraucht ist, werden die Satelliten in einen Entsorgungsorbit gebracht und außer Betrieb genommen, obwohl ihre einkommensgenerierenden Kommunikationsrelais-Nutzlasten weiterhin funktionieren.
Das OLEV (Orbital Life Extension Vehicle) wird die Betriebsdauer wertvoller Telekommunikationssatelliten erheblich verlängern.
OLEV wird als orbitaler Schlepper fungieren und den Antrieb, die Navigation und die Lenkung liefern, um einen Telekommunikationssatelliten für viele weitere Jahre auf seiner richtigen Orbitalposition zu halten. Eine weitere Anwendung des OLEV könnte die Rettung eines Raumfahrzeugs sein, das von seiner Trägerrakete in eine falsche Umlaufbahn gebracht wurde oder das bei Positionierungsmanövern in einer falschen Orbitalposition gestrandet ist. Das System ist so konzipiert, dass es problemlos mit allen aktuellen und zukünftigen Telekommunikationssatelliten gekoppelt werden kann. Die Kopplung erfolgt über unser proprietäres Andockgerät (das modifizierte ESS Capture Tool, siehe Abb. unten), das mit dem Apogäumstriebwerk des Telekommunikationssatelliten verbunden wird, wie wir es in der ESS Technologiestudie vorgeschlagen haben. In der Zwischenzeit haben wir große Anstrengungen unternommen, um das Capture Tool so umzugestalten, dass es noch ausfallsicherer wird, z.B. durch zusätzliche redundante Sensoren.
Apogee-Kick-Motoren werden von fast allen Telekommunikationssatelliten für den Orbit-Boost verwendet und bieten eine starke, leicht zugängliche Schnittstelle für das OLEV. Ein entsprechender Lizenzvertrag wurde bereits unterzeichnet, und es sieht so aus, als ob auch die modellbasierte Vision und die Telepräsenzkonzepte, die in unserem Labor entwickelt wurden, in diesem weltweit ersten On-Orbit-Servicing-Projekt zum Einsatz kommen werden.
Für die Verfolgung und das Einfangen des Satelliten wird derzeit in unserem Labor ein komplexes Modell entwickelt. Es umfasst alle Auswirkungen von Bahnstörungen im GEO sowie die dynamische Kopplung zwischen dem Satelliten und den Solargeneratoren, wobei die Anregung der Triebwerke und eine mögliche Kollision während der Andockphase berücksichtigt werden. Ein Simulationstool zur Visualisierung der Andockdynamik mit einem menschlichen Bediener in der Schleife ist ebenfalls in der Entwicklung.
Die Beiträge des DLR-RM zum OLEV-System sind:
- Capture Tool, einschließlich Verriegelungsmechanismus, Sensoren und Steuerungssoftware
- Tele-Manipulationssoftware, um das am OLEV montierte Capture Tool in den Apogäum-Motor des Zielsatelliten zu führen
- Bodenkontrollsystem und Erfassungsstrategien Hardware-in-the-Loop-Simulationen (HIL) der Endanflug- und Andockphasen am EPOS (European Proximity Operations Simulator)
Ausgewählte Publikationen
- Rainer Krenn, Klaus Landzettel, Clemens Kaiser, and Peter Rank, "Simulation of the Docking Phase for the Smart-OLEV Satellite Servicing Mission", 9th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space, 2008-02-25 – 2008-02-29, Los Angeles, USA, 2008. [elib]
- C. Kaiser, F. Sjöberg, J.M. Delcura, and B. Eilertsen, "SMART-OLEV—An orbital life extension vehicle for servicing commercial spacecrafts in GEO". Acta Astronautica, 63(1-4), 400-410, 2008.
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The Video shows the final approach and docking phase (by courtesy of Dutch Space):
- approach & docking (RealPlayer) (312.9 KB)