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ASTROFEIN ACS-Teststand
Das Testen des gesamten Lageregelungssystems (Attitude Control System) eines Mikrosatelliten ist ein komplexer Schritt im Verifikationsprozess. Software-in-the-Loop-Simulationen (SILS) und Hard-ware-in-the-Loop-Simulationen (HILS) sind dafür etablierte Testmethoden.
Eine echte End-to-End-Prüfung birgt jedoch viele Vorteile. So hat ASTROFEIN, basierend auf
den Erfahrungen aus verschiedenen Satellitenprojekten, einen neuartigen ACS-Teststand (Lageregelungsteststand) für Klein- und Mikrosatellitenbusse konzipiert und realisiert.
Merkmale des ACS-Teststand
- Montageplattform auf einem Luftlagertisch, der eine freie 360° Rotation um die vertikale Achse und eine 20° – 30°Rotation um die horizontale Achse zulässt
- Hochpräzisions-in orbit-Magnetfeldsimulation
- Elektronische Schwerpunktskalibrierung (CoG)
- Einstellbare und bewegliche Sonnensimulation
- WLAN Befehlsschnittstelle
- Sicherheitsmechanismen für einen reibungslosen Betrieb und Montage
- Stromversorgung des Testobjektes
Komplexe Simulationen möglich
Mit diesem Prüfstand ist eine vollständige End-to-End-Verifikation von ACS-Systemen für Mini- und Mikrosatelliten mit hoher Zielgenauigkeit, einschließlich Langzeittests möglich. Dieser Prüfstand ist eine ideale Erweiterung von Software-in-the-Loop- und Hardware-in-the-Loop-Tests unter Berücksichtigung der speziellen Design- und Prüfanforderungen.
Luftgelagerter Tisch und Plattform
Durch den Einsatz eines hochpräzisen Luftlagers und einer berührungslosen Kalibrierung des Luftspaltes können die Störkräfte entlang aller drei Achsen gering gehalten werden, vergleichbar mit den Störmomenten, den ein Satellit in niedrigerer Erdumlaufbahn erfährt. Zusätzlich ist der Luftlagertisch mit einem Sicherheitsmechanismus ausgestattet, der zum Schutz des Luftlagers dient.
Die Plattform besteht aus einer Montageplatte mit einer mechanischen Schnittstelle für den Prüfling, einem CoG-Kalibrierungssystem, der Stromversorgung und verschiedenen Ausrüstungen.
GNSS- und Sternenbild Simulation
Die GNSS-Simulation besteht aus einer Hardware- und Softwarekomponente sowie
der Fernanbindung an die Steuerungssoftware des Prüfstandes. Der GNSS-Simulator kann alle aktuellen GNSS-Signale unterstützen, einschließlich GPS, GLONASS, Galileo, Bei-Dou-2, WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN, SDCM, QZSS und IRNSS.
Die Sternenbild Simulation als Erweiterung des ACS-Teststands ermöglicht die Einbindung eines Star-Trackers in die ACS Hardware-in-the-Loop-Testumgebung. Der Star Simulator kann Signale für bis zu vier optische Köpfe gleichzeitig zur Verfügung stellen. Das System simuliert Sterne, Planeten, Sonne, Mond, Streulicht und Protonen.
Referenzsystem
Das externe Referenzsystem auf Basis von 3D Motion Tracking kann zur Messung der
Lage der Plattform und des Prüflings unabhängig von der Simulation dienen. Die Lage der Plattform wird in der Prüfstandssteuerungssoftware visualisiert und generiert Eingaben für die
optionale Star-Simulation. Zusätzlich kann die Lage zusammen mit den Simulationsdaten gespeichert werden.
NanoSat Teststand
ACS-Tests von CubeSats erfordern einen anderen Testansatz, daher wurde der NanoSat-Teststand entwickelt, der folgende Merkmale aufweist:
- Kleineres Luftlager mit ultraniedrigem Störungsmoment
- Test des kompletten Satelliten auf dem Luftlager
- Stützen die den Satelliten sanft aufs Lager senken
- Sehr geringes MOI
- Für CubeSats von 3U bis 16U in verschiedenen Ausrichtungen
Das NanoSat Test Bed kann als eigenständiges System oder als Zusatz zum großen ACS Test Bed eingesetzt werden.
