Raumfahrt

Details

	Design & Analyse eines Sternensensor-Träger Design und Analyse eines keramischen (HB-Cesic®) Sternensensor-Träger für den Meteosat Third Generation Satelliten Design Optimierung zur Gewichtsminimierung und zur Minimierung der thermo-elastischen Verformungen Durchführung aller FEM Analysen und Nachweisrechnungen für die Qualifikation des Sensorträgers: Quasistatische Analysen Modalanalyses Sinus- und Random Vibration Analysen Thermale Analysen Thermo-elastische Analysen Planung und Durchführung aller Qualifikationstests
	Vibrationstests für Sternensensor-Träger Planung, Durchführung und Auswertung der Vibrationstests für einen keramische (HB-Cesic®) Sternensensor-Träger für den Meteosat Third Generation Satelliten Durchführung der Qualifikations und Akzeptanz Test für die Flugmodelle Sinus- und Randomvibrationstests Experimentelle Approximation der Interface-Lasten (Lagerkräfte- und Momente) mittels einer auf die Beschleunigungssensor-Positionen reduzierten Massenmatrix (Guyan-Reduktion des FE Modells) und den gemessenen Beschleunigungen sowohl für Sinus- als im besonderen auch Random-Vibrationstests (Mass-Operator Methode, ECSS-E-HB-32-26A) Berechnung und Verifizierung von Notching Profilen basierend auf den approximierten Interface-Lasten (s.o.) für Sinus und Random-Vibrationstests Korrellation der Messergebnisse mit dem FEM Model
	CTE Messung an CFK Streben mit integralem und Invar Endstück Konstruktion und Inbetriebnahme eines Testaufbaus zur Vermessung der Längenausdehnung von CFK Streben für thermoelastisch stabile Anforderungen Untersucht wurden Schraub- und Gabelkopfanschlüsse in integraler CFK Bauweise als auch aus Invar (Referenz) Die Testvorrichtung besteht aus: Clearceram Sensor- und Probenhalter kapazitive Sensoren für kryogene Anwendung Thermalvakuumkammer Es wurden insgesamt 12 Streben im Temperaturbereich von -180°C bis +70°C Der sehr niedrige CTE der inegralen CFK-Streben konnte bestätigt werden
	FEM Analyse der Hohlleiter für MetOp-SG (*Met*eorological Operational Satellite - Second Generation) Analyse der Wellenleiter für die MetOp-SC Satelliten mittels FEM (Nastran) Erstellung eines Balkenmodelles des Gesamtsystems zur Berechnung der Verformungen und Eigenfrequenzen Berechnung der Steifigkeiten von Halterungen und Verbindungselementen mittels Schalenmodellen und Volumenmodellen als Parameter für das Gesamtmodell Erstellung eines detaillierten Modelles eines Teilabschnittes des Leitungssystems welcher im Anschluss dynamisch getestet wird Testvorhersage zu Eigenfrequenzen, Sinus- und Randomlasten und quasistatischen Lasten
	Funktions- und Lebendauertest des ExoMars Mahlwerks unter Marsatmosphäre Im Rahmen der ExoMars 2020 Mission werden Gesteinsproben mittels Bohrer genommen, in einem Mahlwerk zerkleinert und anschießend analysiert. KRP führte Lebensdauertests unter Marsatmosphäre (7mbar, Stickstoff) durch. Dabei wurden verschiedene Gesteine bei Temperaturen von bis zu -60°C gemahlen. Kameras dienten der Prozessüberwachung in der modifizierten Thermalvakuumkammer.
	Thermalvakuumtests an BepiColombo MPO und MTM Solargeneratorcoupons Thermalvakuum Qualifikationstests mit begleitender elektrischer Messung an mehreren Coupons des BepiColombo Solargenerators Erfassung von Ausgasungsprodukten mittels molekularer Kontaminationsmessung auf der Kältefalle Einbau und Testdurchführung unter Reinraumbedingung Temperaturextreme: -170°C und +220°C Vakuumbedingung: 1e-6mbar
	Schock- und Schwingungsmessungen und Analyse für ExoMars Komponenten Der Schock, der durch das Auslösen eines Frangi-Bolt an einem Mechanismus und dessen Interface erzeugt wird, wurde vor Ort gemessen und analysiert. Die Schocklasten für benachbarte Komponenten wurden abgeleitet durch Ähnlichkeits-/Extrapolations-Methoden gemäß ESA Handbuch: „SRS ratio method“ „Zoning procedure“ modal basierte Testvorhersage mittels FEA KRP hat mögliche Lösungen zur Schockdämpfung für dieses Projekt erarbeitet Für eine andere ExoMars Komponente sind Schwingungsmessungen durchgeführt worden (bei SGS): Eigenfrequenzsuche Identifikation einer optimalen Betriebsfrequenz im Hinblick auf Funktion (hohe Antwort an einer Position) und Schockerzeugung (geringes SRS am Interface)
	Zugtests an gekerbten HB-Cesic Proben Bestimmung des Effekts von v-Kerben auf die Festigkeit von HB-Cesic Erarbeitung von Kennwerten für die Auslegung von thermo-stabilen Strukturen mit HB-Cesic
	Materialeigenschaften additiv gefertigter Aluminium- und Titanlegierungen von RT bis 4K additive Fertigungsverfahren z.B. Laserschmelzen bietet einen herausragenden Gestaltungsfreiraum und damit großes Potential zur Gewichtsminimierung durch die, in der Raumfahrt übliche, geringe Stückzahl kann dieses Fertigungsverfahren auch kosteneffizient eingesetzt werden die erzielten Materialeigenschaften hängen von den Prozessparametern und der Orientierung im Fertigungsprozess ab Zugtests, Drucktests, Schubtests und Lochaufweitungstests führen wir bei RT und auch tiefen Temperaturen (bis 4K) durch
	Entwicklung und Aufbau einer Plattform für hochgenaue Thermalverformungsmessung die experimentelle Verifikation thermoelastisch stabiler Strukturen erfordert eine Messplattform mit einer vielfach höheren Thermostabilität um das Messergebnis nicht durch inhärente Verformung der Messplattform zu verfälschen, erfordert es den Einsatz von ULE (ultra low expansion) Materialien wie Clearceram und Zerodur kapazitive Sensoren mit sehr geringer Temperaturdrift Tests der Messplattform zeigten eine Stabilität der Rotationsmessung an den Referenzflächen von <0,1 µrad/K
	Thermalvakuumtest und Thermalbalance Test an hochstabilem Sternensensorträger ein wesentlicher Bestandteil thermoelastisch stabiler Strukturen ist ein ausgeglichener Wärmehaushalt, das heißt ein möglichst geringer Temperaturgradient innerhalb des Bauteils der getestete keramische (HB-Cesic®) Sensorträger zeigte auch im thermal balance Test hervorragende Wärmeleit- und Abstrahleigenschaften ein wesentliches Element des Testaufbaus und auch der entsprechenden Thermalsimulation war die möglichst einsatznahe Abbildung der Strahlungsrandbedingung durch MLI (multi layer insulation)
	Thermal-Vakuum und Vibrationstest des EnMAP Field Splitters unter extrem reinen Umgebungsbedingungen optische Komponenten, ins besondere diese mikrostrukturierte Doppelspalt-Blende welche im Fokus des Teleskopes sitzt, verlangen höchste partikuläre und molekulare Reinheit um diese auch während der Umwelttests sicherzustellen, wurde eine spezielle vakuumdichte Testbox entwickelt sie gewährleistete während des TV-Tests und Vibrationstests eine saubere Umgebung
	Funktionstest eines Mechanismus unter Thermal-Vakuum Bedingungen der untersuchte Niederhaltemechanismen bedient sich mehrerer Federn als Betätigungselement die Federkräfte müssen dabei ausreichend hoch sein, um die mit der Betätigung einhergehenden Reibkräfte sicher überwinden zu können um diesen Nachweis zu erbringen, wird die Feder entfernt und durch eine externe Krafteinleitung die Betätigung veranlasst die dabei notwendige Kraft wird, mit der zur Verfügung stehenden Federkraft, ins Verhältnis gesetzt dieses Verhältnis gibt Auskunft über die Sicherheit des Federelementes dieser Sicherheitsfaktor wurde mittels einer von uns entworfenen und gefertigten Prüfvorrichtung bei -95°C in unserer Thermal-Vakuumkammer gemessen
	Schockuntersuchungen an einer mikrostrukturierten keramischen Optik-Komponente das Ertragen von Schockbelastungen aus Separations- und Freigabevorgängen wird hauptsächlich experimentell nachgewiesen besonders leichte Komponenten bzw. spröde Materialien sind kritisch zu bewerten im vorliegenden Fall wurde das kritische Element einer Optik-Komponente untersucht dabei handelt es sich um ein mikrostrukturiertes Bauteil aus Silizium um den dynamischen Einfluss der nicht im Test enthaltenen Struktur (Bild oben links) im Test korrekt abzubilden wurde von uns ein Steifigkeitsdummy (Bild oben rechts) entwickelt und gefertigt bei der Testdurchführung auf unserem stoßbasierten Schocktisch wurden neben der korrekten Applikation des SRS auch die Verluste in den Schnittstellen ermittelt
	Mehrachsige Kraft- und Momentenbeaufschlagung eines Niederhaltemechanismus Niederhaltemechanismen dienen der Befestigung beweglicher Subsysteme während der Startphase die Trägheitskräfte werden nun durch diesen Mechanismus und nicht durch das ggf. sensible Subsystem abgetragen im untersuchten Fall wird der Mechanismus sieben verschiedenen Kombination von axialen und lateralen Kräften und Momenten ausgesetzt neben der mechanischen Stabilität wurde die Funktionalität von kraftübertragenden Reibverbindungen untersucht zur Realisierung der sieben Lastkombinationen wurde ein komplexes Lasteinleitungselement entworfen mittels Zugprüfmaschine und Seilumlenkungen wurden entsprechend gerichtete Seilkräfte auf das Lasteinleitungselement aufgebracht die korrekte Applikation der Kraft- und Momentkombinationen wurde durch eine unter den Prüfling montierte 6-Komponenten Kraftmessdose verifiziert
	Konzeptionierung, Aufbau und Durchführung eines thermischen Belastungstests an einer Optikkomponente beim Sonnendurchgang der Sonnendurchgang im Fehlerfall des Lageregelungssystems stellte für Optikkomponeten eine hohe thermische Belastung dar Optiken, welche im Fokus des optischen Pfads platziert sind, werden punktuellen Lasten von mehreren MW/m² Leistungsdichte ausgesetzt im Rahmen des EnMAP Projektes wurde für die Spaltbaugruppe (FSSA) eine Testvorrichtung erstellt, welche in den Sonnenofen und Xenon-Hochleistungsstrahler des DLR Institutes für Solarforschung integriert wurde mit einem repräsentativen solarem Spektrum wurde das hochempfindliche Bauteil unter Vakuumbedingung erfolgreich getestet
	Thermo-elastische Verformungsmessung eines Autoklavenaufbaus zur Fertigung von Solargeneratorpanelen von Faserverbund- und Sandwichbauteile werden oftmals hohe Formgenauigkeiten verlangt diese werden maßgeblich durch Fertigungsprozess und Lagenaufbau bestimmt zur Erfassung und Minimierung der fertigungsbedingten Verformung des Bepi Colombo Solargenerators wurde von uns ein spezielles Messgerät entworfen, gefertigt und eingesetzt mit diesem wurde die thermo-elastischen Verformungen des Autoklavenaufbaus erfasst aufgrund der Verwendung von Materialien mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizient und spezieller Sensoren zeichnet es sich durch eine hohe eigene thermo-elastische Stabilität aus
	Experimentelle Bestimmung des Kippmomentes einer vorgespannten Niederhalteeinheit des BepiColombo Solargenerators die vier panels des Bepi Colombo Solargenerators werden während des Starts an mehreren Punkten über verspannte Buchsen niedergehalten das beim Start eingeleitete Biegemoment soll nicht zu einem Öffnen/Aufkippen der verspannten Buchsen führen in einem experimentellen Aufbau wurde das Biegemoment bestimmt, ab welchem es zu einem Kippen der Buchsen und damit zu einer Reduktion der Gesamtsteifigkeit des Buchenstapels kommt die Bestimmung erfolgte durch Auswertung der beiden linearen Bereiche der Steifigkeitslinie vor und nach dem Kippen das Kippmoment wurde über einen Seilmechanismus mit Hebelarm eingeleitet und über zwei Kraftmessdosen erfasst folgende Sensoren wurden zur Erfassung der Verformung des Buchsenstapels und der Verdrehung der einzelnen Buchsen eingesetzt: Photogrammetrie lateraler induktiver Wegaufnehmer gapping Extensometer DMS
	Durchführung von kryogenen Zugversuchen bei 20K an einer speziellen Aluminiumlegierung der Ariane Trägerrakete Auslegung der Probengeometrie und Fertigung von Proben aus beigestelltem Material Applikation von kryotauglichen DMS Durchführung von Vortests bei RT und LN2 (77K) Durchführung von Zugtests bei 20K in einem flüssig Helium (LHe) Kryostat
	Strukturmechanische und thermale FEM Analyse der EnMAP Kalibrierationseinheit die On Board Calibration Assembly (OBCA) dient der Kalibration der Spektrometer während des Betriebs mehrere Lampen und LEDs werden kombiniert um das gewünschte Spektrum durch die Ulbrichtkugel bereit zu stellen strukturmechanische Analysen und Optimierungen quasistatisch modal (Designmodifikation zur Erhöhung der Steifigkeit) random mit notching thermomechanische Verformungen und Spannungen thermale Analysen Überprüfung der Temperaturstabilität an Lampen und LEDs zur Gewährleistung eines konstanten Spektrums während einer Kalibration Entwicklung einer Methodik zur Modellierung von Halogenlampen und LED zur korrekten Abbildung ihrer thermalen Abstrahlung Untersuchung von fünf verschiedenen Kalibrationsprofilen mittels transienter Thermalanalyen
	Durchführung von kryogenen Zugversuchen bei 77K an Aluminiumproben für die Ariane Trägerrakete Fertigung von acht Proben aus beigestellten Ringsegmenten design und Fertigung einer kundenspezifischen Probenhalterung unter Berücksichtigung der momentenfreien Krafteinleitung Applikation von kryotauglichen Dehnmessstreifen Durchführung von Zugtests bei 77K in flüssigem Stickstoff (LN2)
	Bewertung der Wirksamkeit des Vibrations- und Schockmechanismus des Exomars Mahlwerkes Vermessung der Stoßwirkung eines Schlagmechanismus welcher zur Reinigung des Mahlwerkes dient Auswahl von geeigneten Messpositionen und Bewertungskriterien Applikation von vier drei- und einachsigen Schocksensoren Messung der Beschleunigungen bei verschiedenen Schlagintensitäten Untersuchung viskoelastischer Beilagen zur Reduzierung des Schockspektrums
	Schockmessung an einem nicht-explosivem Freigabemechanismus (NEA) Montage der Freigabeeinheit auf eine elastisch aufgehängte, repräsentative Aluminium-Sandwich-Platte Bestimmung des Schockantwortspektrums (SRS) in drei Richtungen an vier Positionen Vermessung des Freigabeschocks an vier Einheiten mit Variation der Vorspannung Berechnung des SRS und Vergleich mit Referenzspektrum
	Durchführung von Flachzugversuchen bei 260°C an Sandwich Substraten des Bepi Colombo Solargenerators Durchführung entsprechend Kundenprozedur (angelehnt an ASTM C297 / C297M – 04) Verklebung der Sandwichelemente auf die Lasteinleitung Beachtung einer momentenfreien Lasteinleitung Durchführung bei 260°C unter Inertgasatmosphäre Charakterisierung der Versagensart (Klebung bzw. Kernbruch)
	Durchführung von 4 Punkt Biegetests an Sandwich Substraten des Bepi Colombo Solargenerators Durchführung entsprechend Kundenprozedur (angelehnt an ASTM D6272 – 10) Applikation von je 2 Dehnmessstreifen Belastungstests bis zum Versagen Vorschädigung von ausgewählten Proben durch Thermalvakuum-Zyklen zwischen -154°C und +195°C
	Durchführung von Schubtests Sandwich Substraten des Bepi Colombo Solargenerators Durchführung entsprechend ASTM 273/C273M-07 Fertigung von Schubplatten und Klebung der CFK Decksichten des Alu-Sandwich Test von Proben mit nominellen Sandwich-Kern Test von Proben mit Kern mit Fügestelle (Klebung mit "core splice adhesive")
	Qualifikation von CFK Elementen des Bepi Colombo Solargenerators bei Temperaturen bis zu 260°C Konstruktion einer Prüfvorrichtung zur Momentenbelastung von Interfaces an drei verschiedenen Strukturelementen Berücksichtigung von unterschiedlichen Thermaldehnungen bei der Konstruktion der Lasteinleitung (z.B. entkoppelte Verbindung mehrerer Lasteinleitungspositionen) kundenspezifische Modifikation einer Thermalkammer zur Temperierung unter Inertgas bis zu 260°C Applikation von mehreren Hochtemperatur-Dehnmesstreifen visuelle Inspektion vor dem Test Belastungstests bis zum Versagen Lokalisation und Charakterisierung des Versagens
	Qualifikation von optischen Beschichtungen Qualifikationstest von optischen Beschichtungen für den EnMAP Doppelspalt Charakterisierung und Nachweis der optischen Eigenschaften vor und nach dem Umwelttest: BRDF (bi-directional reflectance distribution function) Reflektivität Optische Dichte Umwelttest: Thermal Vakuum Zyklierung Haftprüfung vor und nach dem Umwelttest
	Durchführung von Micro-Vibration-Tests eines Spiegelsystems auf einer optischen Bank Mikrovibrationen (microvibrations) spielen bei optischen Instrumenten wie z.B. einer optischen Bank eines Erdbeobachtungssatelliten eine zunehmend wichtige Rolle Störer wie Reaktionsräder oder Kryo-Kühler üben dynamische Kräfte im sub-Newton Bereich auf die opto-mechanische Struktur aus die resultierenden Spiegelschwingungen führen zu einer dynamischen Bewegung der Sichtlinie (LOS) und damit zu einer Struktur-Optik Interaktion vor allem in den Struktureigenfrequenzen kann eine LOS Schwankung in Pixelgröße des Detektors zu Verlusten in der Bildqualität führen dazu wurde in Zusammenarbeit mit der Kayser-Threde GmbH folgender Testaufbau entwickelt und gefertigt: ein optische Bank mit Spiegelhalterungen und Spiegeln und Bi-Pod-Lagerung entsprechend den dynamischen Anforderungen eine Grundplatte als Ersatz für die Ankopplung an die Busstruktur Messplatte zur Erzeugung eines Referenzstrahls (HeNe-Laser) und Erfassung der resultierenden LOS-Abweichung mittels PSDs (Optischer Positionssensor) hochsensible Beschleunigungsaufnehmer an den optischen und mechanischen Elementen 5N-Inertialaktor zur Schwingungsanregung um die mittels FEM ermittelten opto-mechanischen Zusammenhänge zu verifizieren wurden verschiedenste Tests durchgeführt: statischer LOS Test Experimentelle Modalanalyse mittels Laservibrometer micro-vibration tests und Bestimmung von Transferfunktionen zur Ermittlung der Linearität bzgl. Anregungsamplitude Bestimmung der Verluste in den Verbindungen Bewertung der FEM-Vorhersagegenauigkeit
	High-Shock-Test einer Elektronikbox Elekronikboxen wie hier z.B. für Videoanwendung werden hohen Schocklasten ausgesetzt, vor allem wenn sie direkt auf dem Launcher montiert sind Schocktests auf einem Vibrationsshaker können diese hohen SRS oftmals nicht mehr erzeugen Schocktests auf einem Shock Table sind eine günstige Alternative zu pyrotechnischen Schocktests für derartige Anforderungen wurde ein Shock Table für hohe bis sehr hohe Schocklasten entwickelt und in Betrieb genommen neben reinen Belastungstests wurden auch erweiterte Untersuchungen zum Rutschen der Schraubverbindung durchgeführt
	EnMAP-Subsystembetreuung der optomechanischen Komponente "Field Splitter Slit Assembly (FSSA)" das FSSA muss in der Fokusebene des Teleskopes höchstpräzise platziert das Mikro-Bauteil ist durch zwei parallele Schlitze (je 24mmx24µm) und einen Mikrospiegel gekennzeichnet die Strukturierung der Schlitze erfolgt durch Siliziumätzprozesse Mikrospiegel, opto-mechanische Bauteile und das Schlitzbauteil müssen in diffizilen Klebeprozessen höchstpräzise verbunden werden um die thermomechanische Stabilität und Formtreue nachzuweisen wurde das Design und die Materialauswahl optimiert eine FEM Simulation der kritischen Lastfälle durchgeführt das FSSA und seine Materialien, Oberflächen, optische und mechanische Eigenschaften sind in aufwändigen Versuchen, Messungen und Umwelttests zu qualifizieren
	Schocktests an einer bedämpften Montageplattform mit Elektronikbox Durchführung von Schocktests zur Erfassung und Optimierung der Schockdämpfung im Schockantwortraum (SRS) Erfassung der Schockbelastung durch vier Schockaufnehmer (20.000g) bei einer Abtastfrequenz von 200 kHz Berechnung der Schockantwortspektren und Ermittlung der Reduktionswirkung der Schockdämpfer (STOP-CHOC ® ) und der Verschraubungen Aufbringung der Schocklast von bis zu 24.000g durch mechanischen Aufschlag
	Bepi Colombo - CTE-Messung an einem C/SiC Rohr Entwicklung eines Laserdilatometers zur Bestimmung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) an einem C/SiC· Rohr· (Rohr aus Kohlefaser verstärktem Siliziumcarbid, Strukturelement für die High Gain Antenna der Bepi Colombo Mission) Bestimmung des CTE unter Vakuumbedingungen in einem Temperaturbereich von -180°C bis max.500°C Genauigkeit der CTE Messung: 1E-9 bis 1E-8 [1/K]
	Entwurfsstudie für eine optische Bank in CFK-Bauweise Entwicklung eines alternativen Konzepts in CFK-Bauweise für einen italienischen Wissenschaftssatelliten Untersuchung von verschiedenen low CTE Kohlenstofffasern und Cyanatesterharzen Betrachtung der Feuchtedehnung und Minimierung durch Feuchtesperre
	Bepi Colombo Solar Coupon - Phoenix Entwicklungstests für Solargeneratoren Versuchsmuster für die Bepi-Colombo-Mission Thermalvakuum Tests Thermalzyklen +230°C bis -150°C Funktionstests unter Thermalvakuum-Bedingungen ( u.a. elektrische Tests)
	Low Shock Release Unit (LSRU) Thermal Vakuum Funktionstest Entwicklungstest zur Charakterisierung der Freigabedauer der LSRU bei den Temperaturextremen Integration der LSRU in die KRP Thermal-Vakuumkammer Elektrische Auslösung der Freigabe Bestimmung der Freigabedauer und der Stromaufnahme des Magnetaktors Durchführung von Thermalzyklen Temperaturextreme: -95°C und +120°C unter Vakuum
	Low Shock Release Unit Space-Qualifikationstest für die 16- und 33KN Low Shock Release Units Test u.a.: statischer Prüflast-Test Schock-Last Bestimmung Funktionstests zur Entriegelung bei Raumtemperatur und Thermal-Vakuum Bedingungen Thermal-Zyklus Tests Vibrationstests (Sinus und stochastische Anregung)