Zusammenfassung
Das Ziel und Thema dieser TUMKolleg Forschungsarbeit ist die Entwicklung eines Systems („Sensor“) das die Ausrichtung eines CubeSats relativ zur Sonne mithilfe von thermalen messungen bestimmt. Diese Arbeit ist basiert auf zwei solcher Sensoren, die von der Technischen Universität München (TUM) entwickelt wurden, wobei der Entwicklungsprozess beider Sensoren betrachtet wird. Dies geschieht in einem Schritt-für-Schritt Verfahren, wobei zuerst die Bauteile und das Messkonzept vorgestellt wird. Folglich wird dann die Implementierung des Konzepts behandelt und das System nach einer Liste von Spezifikationen, die nach den wahrscheinlichen Operationsbedingungen erstellt wurden, verifiziert. Eine zentrale Rolle spielt hierbei auch das Verhalten des Sensors im All, welches mathematisch und mithilfe von MATLAB Modelle, die für diesen Zweck entwickelt werden, untersucht wird. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden auch während der Verifikation der Sensoren Berücksichtigt. Dies führt dann zu einen Satz von Vorhersageberechnungen für jeden Sensor, welche dann mithilfe eines konstruierten Prototyps verifiziert werden. Am Ende führt dies zu einem diskussionsbasierten Fazit für jeden der zwei Sensoren basierend auf der Verifikation von Sensor und Modell.
Abstract
The aim and topic of this TUMKolleg research thesis is the development of a system (“sensor”) that determines a CubeSat’s bearing towards the sun using thermal data the sensor acquires itself. The thesis is based upon two such sensors developed by the Technical University of Munich (TUM), going over the development process of both sensors. This is done in a step-by-step process, introducing the components used and measurement concept before covering the implementation process and verification of the sensor according to specifications derived from the likely operation conditions for the sensor. One of the main aspects is the actual behavior of the sensor in space, which is examined mathematically and with the aid of MATLAB models developed for this purpose. The results of these calculations are also kept in mind when verifying the sensors. This leads to a set of prediction calculations for each sensor, which are then verified by means of a constructed sensor and ultimately leads to a discussion-based conclusion for each of the sensors based upon the results of the verification process of both the sensor and mode