E. Plescher, W. Hallmann

Die Problematik der Bestimmung des Temperaturverhaltens eines Seils -Tether- im Weltraum erfährt durch das einige Kilometer lange Seil eines seilgefesselten Systems -Tethered Satellite Systemeine zusätzliche Dimension. Derzeit projektierte Seilsysteme sollen mit abgespulten Seillängen von 20 bis 100 km operieren. Das heißt, daß beim Übergang von Sonnen- in Schattenphase z. B. der Sub-Satellit und ein Teil des Seils bereits im Schatten sind, während der Rest des Seils und die Basisplattform noch von der Sonne bestrahlt werden. Dies führt zu Temperaturgradienten entlang des Seils und zu rasch auftretenden Temperaturzyklen während des Umlaufs. Aufgrund der spez. Wärmeausdehnung/ -schrumpfung des Seilmaterials treten zudem thermisch bedingte Längenänderungen und zusätzliche Belastungen auf. Ausschlaggebend für das Temperaturverhalten ist dabei die Lage des Orbits, seine Orientierung zur Sonne und die Material- und Oberflächeneigenschaften des Seils. Basierend auf numerischen Berechnungen wird das Temperaturverhalten von Seilen auf ihrem Orbit dargestellt. Hierzu wurde ein n-Knotenpunktmodell für Basisplattform, (n-2) Seilelemente und SubSatellit auf gestellt, das die relevanten Bahnparameter berücksichtigt und in zeitdiskreten Schritten entlang des Orbits rechnet. Wesentliche Parameter für die Simulationen sind (- Startort (Lage des Orbits; Inklination) (- Startzeitpunkt des Trägers (Orientierung des Orbits im Raum) (- Bahngeometrie (Bahnhöhe, Exzentrizität) (- Beginn des Tether-Experiments im Orbit Neben den bahnmechanischen Größen sind das Material und die Oberflächeneigenschaften des Seils (Absorption [alpha] und Emission [epsilon]) signifikant für das Temperaturniveau. Betrachtet werden Seile aus ARAMID/ Kevlar und DYNEEMA. Resultierend köllllen typische Temperaturzyklen vorhergesagt und deren Abhängigkeit von Missionsdaten und dem Seil dargestellt werden. Die enge Verknüpfung von Start, Missionsablauf und "Hardware" - Seil - wird sichtbar.

7. Raumfahrt-Kolloquium an der Fachhochschule Aachen, 1994

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 18 Seiten

DGLR-Bericht, 1994, 1994-05, Kontrolle und Einfluß von Satellitenbahnen - Bahnmechanik; S.95-112; 1994; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

satellit

Bibliothek

1994