Martin Kortmann

Methodical Guideline for the Definition of Suitable Interfaces for Modular Space Systems


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ISBN:

978-3-8440-9397-1

Series:

Aachener Berichte aus dem Leichtbau
Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Kai-Uwe Schröder
Aachen

Volume:

2024,01

Keywords:

Modularization; Modular Robotic Systems; Modular Space Systems; On-Orbit Servicing; Modular Robotic Interfaces

Type of publication:

Thesis

Language:

English

Pages:

110 pages

Figures:

45 figures

Weight:

169 g

Format:

21 x 14,8 cm

Binding:

Paperback

Price:

55,80 € / 69,80 SFr

Published:

February 2024

Buy:

DOI:

10.2370/9783844093971 (Online document)

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Abstract:

Der Weltraum unterliegt verstärkt einer kommerziellen Nutzung. Um eine nachhaltige Nutzung des Weltraums sicherstellen zu können sind neue Regeln und Vorschriften, aber auch die Einführung neuer Technologien notwendig. Eine dieser notwendigen Technologien sind das On-Orbit Servicing und die On-Orbit Assembly. Ein Schlüsselkonzept hierfür ist der Einsatz modularer, robotischer Systeme. Allerdings ist eine der wesentlichen Herausforderungen der komplexe Modularisierungsprozess solcher Systeme, der eine sorgfältige technische Abwägung erfordert. Innerhalb dieser Arbeit ist eine methodische Leitlinie dokumentiert, welche den Nutzer durch die konzeptuelle Phase des Modularisierungsprozesses eines modularen, robotischen Satellitensystems leitet. Raumfahrtsysteme sind besonders gut für den Einsatz modularer, robotischer Systeme geeignet. Designtreiber sind hierbei allerdings nicht die Module, sondern die Definition geeigneter Schnittstellen, welche systembedingt eine hohe Komplexität aufweisen. Durch die Evaluierung allgemein anwendbarer funktionaler und leistungsspezifischer Anforderungen ist es möglich, die zu erwartende Komplexität und Leistungsfähigkeit des Schnittstellenmechanismus zu quantifizieren. Der zusammengestellte Algorithmus ermöglicht es einen Zahlenwert zu ermitteln, der eine Abschätzung des zu erwartenden Aufwandes für die Erstellung des Mechanismus ermöglicht. Auf Basis des Ergebnisses ist es möglich die grundlegende Konzeption der Module zu überarbeiten und so das Gesamtsystem in frühen Projektphasen iterativ zu verbessern. Der Algorithmus stellt ein hilfreiches Werkzeug für Ingenieure bei der konzeptionellen Modularisierung von Raumfahrzeugen und bei der Bewertung existierender oder zukünftiger Mechanismen dar.