Struktur

Leitung: Christian Ehrt

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Diese Subsection ist für die gesamte mechanische Konstruktion des Satelliten verantwortlich. Ein zentrales Thema dabei ist natürlich das Gehäuse, welches die einzelnen Komponenten des Satelliten stabilisiert, vor Strahlung schützt und entstehende Wärme abführt. Die Positionierung aller Komponenten auf der Oberfläche und innerhalb des kleinen Gehäuses ist eine weitere Aufgabe. Zusätzlich beteiligen wir uns an der Entwicklung der Antenne, sowie der Reflektoren für die Mission.

Komponenten

  • Das Gehäuse unterliegt strengen Richtlinien, was Außenmaße, Gewicht, Material und Belastbarkeit betrifft. Ein 1U-Cubesat darf maximal 113,5x100x100mm groß sein und 1,33kg wiegen. Das Material darf auch unter kosmischen Einflüssen nicht ausstrahlen, muss den Vibrationen beim Start in einer Rakete, sowie Temperaturschwankungen von circa 200°C standhalten. Um letzteres zu gewährleisten, arbeiten wir eng mit der Thermalkontrolle zusammen.
  • Ein besonderer Aspekt des Gehäuses ist ein integrierter Auswurfmechanismus. Dieser ist von Cubesat-Standards vorgesehen und stellt sicher, dass mehrere gleichzeitig in den Orbit geworfene Satelliten mit genügend Abstand zueinander die Trägerrakete verlassen.
  • Für unsere Mission zur passiven Nachverfolgung des Satelliten werden auf jeder Seitenfläche eindeutige Muster aus Retro-Reflektoren benötigt. Diese dürfen sich dabei weder mit den Solarzellen überschneiden, noch die Außenmaßen des Gehäuses überschreiten. Die Reflexionseigenschaften hängen ebenfalls mit der mechanischen Integration zusammen und müssen beachtet werden.

MADDI

Aktuell arbeiten wir an MADDI (“Modell zur Ausstellung und Designtest mit detailgetreuem Innenleben“), einem Prototypen, welcher einen anschaulichen Eindruck des späteren Satelliten liefern und für Tests der Struktur und später entwickelten Komponenten dienen soll.

Entwicklung CubeSat Struktur

Zur Entwicklung des Gehäuses für den echten Satelliten ist zunächst etwas Recherche zu schon geflogenen Konstruktionen notwendig. Darauf aufbauend werden 3D-Zeichnungen am Computer (CAD) erstellt, anhand derer die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Konstruktion simuliert werden können. Um diese Ergebnisse zu überprüfen und die Funktionstüchtigkeit sicherzustellen, wird das später gebaute Gehäuse verschiedenen Tests, wie zum Beispiel dem Aussetzen verschiedener starker Vibrationen in einem Shaker, unterzogen.

Materialienrecherche

Auch für das Material des Gehäuses wird Recherche betrieben. Es gibt zwar häufig verwendete Legierungen, welche sich bewährt haben, jedoch existieren auch Ideen für neue Stoffe mit anderen Eigenschaften, die neue Möglichkeiten bieten können. Beispielsweise beschäftigen wir uns mit Form-Gedächtnis-Legierungen, welche durch Temperaturänderungen eine vorher festgelegte Form annehmen, ohne dass eine elektronische Ansteuerung notwendig ist.

Arbeitweise

Die Aufgaben dieser Subsection geben schon einen groben Arbeitsplan vor. Das konkrete Bearbeiten von Unterpunkten wird frei nach gegenseitiger Absprache organisiert.
Grundlage für unsere Arbeit sind die Cubesat-Standards, welche den Spielraum begrenzen. Daher sollen diese, genauso wie eigene Recherche-Ergebnisse, übersichtlich im TUDSaT-eigenen Wiki zusammengefasst werden.
Sobald eine (vorläufige) Entscheidung für eine Gehäusekonstruktion getroffen werden kann, wird diese im CAD gezeichnet, sofern es nicht schon ein frei verfügbares Modell im zum Herunterladen gibt. Je nach den Ergebnissen der Simulationen und Anforderungen anderer Subsections wird das Modell iterativ verbessert.
Parallel dazu soll bei der Entwicklung der Reflektoren und die Solarzellen einerseits, sowie der Positionierung der Elektronik im Inneren und der Antenne andererseits mitgewirkt und die Vereinigung dessen mit der Gehäusekonstruktion übernommen werden.
Schlussendlich werden wir uns stark am Zusammenbau von Prototypen und des Satelliten beteiligen.

Interesse geweckt?

Dann schau doch einfach mal bei einem unserer Treffen in unserem Büro in S3|06 509 (Hans Busch Institut) vorbei. Da unser wöchentliches Teamtreffen zu wechselnden Zeiten stattfindet schreibe bitte eine Mail an die Teamleiter des Struktur-Teams, Christian Ehrt  oder Julian Olbrich.