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Dr. Ulrike Krutz

Analytische Betrachtung optisch abbildender Sensorsysteme im Rahmen der AsteroidFinder-Mission

im Rahmen der AsteroidFinder-Mission
• Buch (Gebunden) • Dissertation • Deutsch • Softcover (Paperback) • 21,0 x 14,8 cm (DIN A5) • 186 Seiten • Neu (eingschweißt in Folie)
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  • 9783941274785
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Seit dem Beginn der Weltraumfahrt hat sich eine enorme Anzahl menschengemachter Müll im All... mehr

Seit dem Beginn der Weltraumfahrt hat sich eine enorme Anzahl menschengemachter Müll im All angesammelt, sogenannter Weltraumschrott (Space Debris). Dieser Schrott stellt eine immer größer werdende Gefahr für Satelliten und Raumfahrzeuge dar. Schon zentimetergroße Teilchen können bei einer Kollision mit einem Satelliten eine zerstörerische Kraft entfalten. Als Zweitziel der astronomischen Mission AsteroidFinder des DLR, deren primäres Ziel das Aufspüren erdnaher Asteroiden ist, wurde die weltraumgestützte Detektion von Space Debris definiert. Die weltraumgestützte Beobachtung hat den Vorteil, dass keine Atmosphäre die Detektion der Teilchen beeinträchtigen kann. Es besteht daher die Möglichkeit, auch jene Teilchen zu erfassen, welche von den bodengestützten Beobachtungssystemen nicht wahrgenommen werden können. Die vorliegende Arbeit analysiert die Satellitenkamera der AsteroidFinder-Mission hinsichtlich ihrer Tauglichkeit zur weltraumgestützten Detektion von Space Debris. Die Analyse erfolgt sowohl unter radiometrischen wie auch statistischen Gesichtspunkten und berücksichtigt sämtliche Beugungsbeeinträchtigungen durch die Optik. Obwohl das optisch abbildende Sensorsystem der Mission nicht auf die Space Debris-Detektion zugeschnitten ist, zeigen die Ergebnisse, dass die weltraumgestützte Detektion von Weltraumschrott nicht nur möglich ist, sondern dass es sich auch lohnt, die Kamera für diesen Zweck einzusetzen.

Titel: Analytische Betrachtung optisch abbildender Sensorsysteme
Untertitel: im Rahmen der AsteroidFinder-Mission
Autor: Dr. Ulrike Krutz
Erschienen: 1. Aufl. 17.06.2011
Fachbereich: Physik & Astronomie
Produkttyp: Buch (Gebunden)
Produktart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Einband: Softcover (Paperback)
Maße: 21,0 x 14,8 cm (DIN A5)
Umfang: 186 Seiten
Zustand: Neu (eingschweißt in Folie)
Keywords: abbildende Sensorsysteme, Asteroiden, AsteroidFinder-Mission, DLR, Raumfahrzeuge, Satelliten, Satellitenkamera, Sensorsysteme, Weltraumfahrt, Weltraumschrott
Details "Analytische Betrachtung optisch abbildender Sensorsysteme im Rahmen der AsteroidFinder-Mission"
Titel: Analytische Betrachtung optisch abbildender Sensorsysteme
Untertitel: im Rahmen der AsteroidFinder-Mission
Autor: Dr. Ulrike Krutz
Erschienen: 1. Aufl. 17.06.2011
Fachbereich: Physik & Astronomie
Produkttyp: Buch (Gebunden)
Produktart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Einband: Softcover (Paperback)
Maße: 21,0 x 14,8 cm (DIN A5)
Umfang: 186 Seiten
Zustand: Neu (eingschweißt in Folie)
Keywords: abbildende Sensorsysteme, Asteroiden, AsteroidFinder-Mission, DLR, Raumfahrzeuge, Satelliten, Satellitenkamera, Sensorsysteme, Weltraumfahrt, Weltraumschrott
Die AsteroidFinder Mission Die Satellitenmission AsteroidFinder des Deutschen Zentrums für... mehr

Die AsteroidFinder Mission
Die Satellitenmission AsteroidFinder des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat zum Hauptziel, erdnahe Asteroiden aufzuspüren, welche ein Kollisionsrisiko für unseren Planeten darstellen. Im Gegensatz zu den ungünstigen Beobachtungsbedingungen mit Teleskopen auf der Erde kann eine weltraumgestützte Beobachtung Störungen durch Streulicht in der Atmosphäre ausschließen und auch lichtschwache Objekte können durch den Einsatz von Satelliten entdeckt werden. Als Zweitziel der AsteroidFinder-Mission definierte das DLR die Detektion von Space Debris (Weltraumschrott), welcher innerhalb des Erdorbits eine akute und weiter wachsende Gefahr für die Raumfahrt darstellt. Dr. Ulrike Krutz hat mit ihrer Arbeit die Antwort darauf gegeben, ob das optische Kamerasystem der AsteroidFinder-Mission in der Lage ist, solche Space Debris-Teilchen zu entdecken. Hierfür hat Krutz eine Theorie für eine radiometrische Analyse abgeleitet, die Beugungseffekte und Rauschen berücksichtigt und basierend auf den statistischen Resultaten dieser Analyse zu räumlicher Verteilung, Vorzugsgeschwindigkeit und -richtung der Teilchen der Space Debris-Population statistisch ermittelt, wie viele Teilchen sich innerhalb einer bestimmten Zeitspanne von der Kamera erfassen lassen. Mit ihrer Arbeit konnte Dr. Ulrike Krutz ermitteln, dass die Erfüllung des Zweitziels der AsteroidFinder-Mission des DLR möglich ist, auch wenn die Mission selbst nicht originär auf diese Aufgabe zugeschnitten ist.

Müllsuche im All mit dem AsteroidFinder
Für das Jahr 2013 hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den Start des Satelliten AsteroidFinder geplant. Hauptziel der Satellitenmission ist es, von einer niedrigen sonnensynchronen Umlaufbahn aus Inner Earth Objekts (IEOs) aufzuspüren; solche Asteroiden also, die sich innerhalb der Erdbahn bewegen und dadurch ein Kollisionsrisiko für unseren Planeten darstellen. Wissenschaftler erwarten, dass rund 1000 solcher IEOs mit einem Durchmesser von über 100m existieren. Entdeckt wurden davon bislang erst zehn. Im Gegensatz zu den ungünstigen Beobachtungsbedingungen mit Teleskopen von der Erde aus kann eine weltraumgestützte Beobachtung, wie sie der AsteroidFinder ermöglichen soll, Störungen durch Streulicht in der Atmosphäre ausschließen und auch solche lichtschwächeren Objekte auffindbar machen. Als Zweitziel der AsteroidFinder-Mission definierte das DLR die Detektion von Space Debris (Weltraumschrott), welcher zwar nicht unmittelbar unseren Planeten bedroht, jedoch innerhalb des Erdorbits eine akute und weiter wachsende Gefahr für die Raumfahrt selbst darstellt. Als Doktorandin am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt Berlin-Adlershof hat Dr. Ulrike Krutz mit ihrer Dissertation die Antwort auf die Frage erarbeitet, ob das optische Kamerasystem der AsteroidFinder-Mission theoretisch in der Lage wäre, solche Space Debris-Teilchen zu entdecken. Hierfür hat Krutz eine Theorie für eine radiometrische Analyse abgeleitet, die sowohl Beugungseffekte als auch Rauschen berücksichtigt. Basierend auf den Resultaten zur räumlichen Verteilung, Vorzugsgeschwindigkeit und -richtung der Teilchen der Space Debris-Population wurde statistisch ermittelt, wie viele Teilchen sich innerhalb einer bestimmten Zeitspanne durchschnittlich von der Kamera erfassen lassen. Mit ihrer Arbeit konnte Krutz ermessen, dass die Erfüllung des Zweitziels der AsteroidFinder-Mission des DLR, das Aufspüren von Weltraumschrott, möglich ist, auch wenn die Mission selbst nicht originär auf diese Aufgabe zugeschnitten ist.
„Der in dieser Arbeit erbrachte Beweis, dass eine solche Detektion auch mit einer nicht-optimalen Kamera-Konfiguration möglich ist, lässt Visionen aufkeimen, in welchen sich künftig sämtliche Satellitenkameras neben ihren jeweiligen Forschungsaufgaben zur Space Debris-Detektion einsetzen lassen, um ein Stück weit zur Sicherheit und der damit verbundenen Fortdauer der Weltraumfahrt beizutragen.“ (Dr. Ulrike Krutz)

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