Untersuchung von LIDAR Sensoren der Sick AG hinsichtlich ihres Anwendungspotentials in der Raumfahrt

Am 18.07.2019 übergab Tiberius Pischke, Produktmanager der Firma Sick AG für LIDAR Sensoren, dem IRS ein Vier-Kanal LIDAR System. Zielsetzung ist hierbei die Analyse und Anwendung der SICK LiDAR Systeme für Anwendungen in der Raumfahrt.

Die Spende der Sensorsysteme erfolgte im Rahmen einer feierlichen Übergabe. Dabei wurden relevante Arbeitsgebiete des Bereichs „Plasmawindkanäle und Elektrische Raumfahrtantriebe“ gemeinsam beleuchtet und vor dem Hintergrund potentieller Anwendungen diskutiert.

Zu diesen Anwendungen gehören u.a.:

1. Rezessionsmessungen von Hitzeschutzmaterialien mit Hilfe von LIDAR Sensoren. In den Plasmawindkanälen des IRS werden u.a. ablative Hitzeschutzmaterialien getestet, für welche eine in-situ / in Echtzeit Messung der Rezession der Materialien von hoher Bedeutung ist. Bisher wird dies mit eher komplexen photogrammetrischen Verfahren bewerkstelligt.
2. Anwendung für die Robotik (Abstands-/ Hindernismessung), z.B. für Explorative Robotiksysteme zur Erkundung von Himmelskörpern
3. Ferrofluidbewegung: PAPELL ist ein Flugexperiment, welches gegen Ende 2018/ Anfang 2019 an Bord der ISS geflogen wurde. Hier wurde Ferrofluid mit Hilfe von Elektromagneten bewegt und gepumpt. Die Ergebnisse sind derartig vielversprechend, dass nun Anwendungsentwicklungen z.B. in Zusammenarbeit mit dem DLR initiiert werden. Dabei könnten LIDAR-Sensoren zur Visualisierung und auch Überwachung des Ferrofluids beitragen.
4. Positionsreferenz für Verfahrwagen in Testanlagen. Beispielsweise werden Materialproben und Plasmasonden in den Plasmawindkanälen des IRS per CNC Technologie bewegt. LIDAR könnte einer Erweiterung der Positionsdokumentation oder der Verifikation dieser dienen.
5. ISRU SFB: Mit der Universität in Freiberg ist gegenwärtig ein Sonderforschungsbereich geplant, welcher der Untersuchung von „Mining“ auf anderen Himmelkörpern dient. Hierfür liegen mannigfaltige Anwendungsszenarien für LIDAR Sensoren vor.
6. Eintrittsexperiment: Untersuchung des Zerfalls einer Kapsel oder eines Satelliten beim unkontrollierten atmosphärischen Eintritt. Durch den „code of conduct“ (UNO) ist festgelegt, dass z.B. Satelliten nach „End of Life“ binnen 25 Jahren aus dem Orbit entfernt sein müssen. Die beste Möglichkeit hierfür besteht in der Form eines unkontrollierten atmosphärischen Eintritts. Dabei regelt der Code of Conduct auch, dass relevante Satelliten bestmöglich zerfallen müssen, was eine „Design for Demise“ Philosophie ins Leben gerufen hat. Im Rahmen von Aktivitäten mit der ESA untersucht das IRS gegenwärtig Möglichkeiten eines „Reentry Breakup Experiments“, mit welchem der Zerfall unter den thermo-mechanischen Lasten eines relevanten Raumfahrzeugs in situ untersucht werden soll. Die LIDAR Sensoren scheinen geeignet, um dies quasi während des Flugs untersuchen zu können.

Kontakte:

Georg Herdrich

Leiter Plasmawindkanäle und Elektrische Raumfahrtantriebe

herdrich@irs.uni-stuttgart.de

Tiberius Pischke

Produktmanager

tiberius.pischke@sick.de

SICK AG  |  Gisela-Sick-Str. 1  |  79276 Reute  |  Germany

Weitere Quellen: http://www.sick.de