{:de}Lageregelung (ADCS){:}{:en}Attitude Determination and Control Systems (ADCS){:}

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Die Lageregelung (engl. Attitude Determination and Control Systems kurz ADCS) befasst sich mit der Erfassung der Position und Ausrichtung des CubeSats sowie der Anpassung dessen Orientierung zur Durchführung von missionskritischen Manövern. Das Team besteht aus ca. acht Mitgliedern und wurde im Oktober 2018 gegründet.

Was ist die Aufgabe der Lageregelung?

Die Position eines Satelliten ist durch den Orbit und die Lage im Raum durch die Drehung um seinen Schwerpunkt bestimmt. Die Drehung um den Schwerpunkt kann durch Aktuatoren beeinflusst werden. Zur Erfassung der Lagebewegung werden Sensoren benötigt. Das Ziel der Subsection ist es, geeignete Aktuatoren und Sensoren zu finden und diese auf dem CubeSat zu installieren und kalibrieren. Diese sollen dann weiter modelliert und in Software und Hardware getestet werden. Die Lageregelung ist für die Mission des CubeSats unverzichtbar, um bei Überflügen die korrekte Ausrichtung der Antenne zur Bodenstation zu garantieren.

Systemkomponenten

ADCS besteht dabei aus drei synergetischen Subsystemen: Attitude Determination, Attitude Control und Position and Orbit Determination.
Attitude Determination befasst sich mit der Bestimmung der Ausrichtung des CubeSats im Orbit. Hierfür werden mehrere verschiedene Sensoren verwendet, wie beispielsweise Sonnensensoren oder Magnetometer, um die Orientierung zuverlässig und ausreichend genau zu erfassen.
Attitude Control umfasst die Ausrichtungsregelung für eine aktive oder eine passive Lageregelung beispielsweise mit Magnetorquern oder mit Permanentmagneten. Dies dient zur Korrektur von Störeinflüssen (Atmosphäre, Magnetfeld…), sowie zur korrekten Ausrichtung der Antenne.
Position and Orbit Determination hat als Aufgabe den aktuellen Orbit des Satelliten zu modellieren und die Position zu prädizieren. Da durch Störeinflüsse des LEO es zu Abweichungen der vorhergesagten zur tatsächlichen Position kommen kann, soll die Position des Satelliten über Radar oder Ranging vom Boden oder autonom über einen GNSS-Chip getrackt werden.

Aktuelle Projekte

Aktuell arbeiten wir an der Konzeption des Lageregelungssystems bezogen auf unsere aktuelle Mission. Dies beinhaltet das recherchieren von potentiellen Aktoren und Sensoren, sowie der Zusammenführung von diesen zu einem System, welches alle Missions Vorraussetzungen erfüllt.
Nebenbei werden auch potentielle eigene Missionen in Betracht gezogen, wie beispielsweise experimentelle Aktoren.

Interesse geweckt?

Dann schau doch einfach mal bei einem unserer Treffen vorbei. Unser wöchentliches Treffen findet jeden Dienstag ab 17:00 Uhr auf unserem Discord Server im Sprachchannel cs_adcs statt. Falls du noch Fragen hast, kannst du dich gerne an den Teamleiter des ADCS-Teams, Hanjo Schnellbächer wenden.

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The ADCS-Subsection concerns itself with the determination of the position and attitude of the CubeSat and the adjustment of its orientation during mission-critical maneuvers. The team currently consists of roughly eight active members and commenced its work in late October 2018

What is ADCS about?

The position of a satellite is determined by the orbit and the attitude by the rotation around the center of mass of the satellite. The rotation around the center of mass can be manipulated by actuators. To determine the movement of the satellite sensors are required. The goal of our subsection is to develop and calibrate a setup of sensors and actuators that suffices our mission requirements. These will then be further modelled and tested in soft- and hardware. ADCS is crucial for our CubeSat, to guarantee the correct orientation of the antenna to the ground station during flyovers.

The subsystems of ADCS

ADCS consists of three synergetic subsystems: Attitude Determination, Attitude Control and Position and Orbit Determination.
Attitude Determination concerns itself, as the name implies, with the determination of the attitude of the CubeSat. For this purpose, a variation of sensors is used, e.g. sun-sensors or magnetometers, to examine the orientation reliably and accurately.
Attitude Control covers the active or passive attitude-regulation by either respectively magnetorquer or permanent magnets for example. This serves to correct environmental influences (atmosphere, earths magnetic field…), as well as to achieve the desired orientations for the antenna.
Position and Orbit Determination has the task to model the current orbit and predict the position. It is also necessary to regularly verify the CubeSats position either by Ranging or Radar through ground infrastructure or autonomously by a GNSS-chip since there are a few environmental influences in LEO.

Current projects

Right now we are in design phase, covering the conception of a complete ADCS-System to cover all mission requirements. In order to achieve that we are investigating various different actuators and sensors and discuss their compatiblity and viability for our CubeSat and later propose at least one composition of sensors and actuators.
Additionally we are always on the look out for potential ADCS-related mission like experimental actuators.

Got interested?

If you are enticed by the tasks and responsibilities of ADCS, then visit us during our weekly meetings on Tuesdays starting at 5:00pm on our Discord server in the voice-channel cs_adcs. If you have any further questions, please feel free to contact the subsection leader of the ADCS team, Hanjo Schnellbächer.

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