Astrone − Agile autonome Forschungsplattform mit hoher Oberflächenmobilität; Teilvorhaben: Astrone Projektleitung, System- und Regelentwicklung und Verifikation

Abstract

Dieser Bericht präsentiert einen Überblick über ein neuartiges Mobilitätskonzept für verbesserte Oberflächenmobilität auf kleinen Körpern in unserem Sonnensystem mit geringer Schwerkraft. Das entwickelte System- und GNC-Design wurde auf den Kometen 67P/CG zugeschnitten, der ein herausforderndes Missionsreferenzszenario in Bezug auf die Oberflächentopologie darstellt. Das vorgestellte Schwebekonzept ist jedoch nicht nur auf diesen Zielkörper beschränkt sondern könnte auf ähnliche Umgebungen mit geringer Schwerkraft wie Asteroiden angepasst werden. Das Konzept kann als Schlüsseltechnologie für anspruchsvolle zukünftige Kleinkörper-Missionen angesehen werden. Anstatt in-situ Messungen nur an wenigen Orten auf der Oberfläche zu erhalten, können die verschiedenen Oberflächeneigenschaften auf einem Asteroid oder Komet global charakterisiert werden. Im Gegenzug würde dies den wissenschaftlichen Ertrag dieser Art von Missionen erheblich steigern. Die entwickelte Technologie ist ein erster Schritt zu Missionen mit gesteigerter Autonomie um Umfeld von Kleinkörpern im Sonnensystem. Jüngste Missionen mussten sich auf eine detaillierte Charakterisierung der Umgebung vor jeder Operation in unmittelbarer Nähe verlassen. Das Astrone-System jedoch ist aufgrund seiner Sensoren und autonomiefähigen GNC-Algorithmen zumindest teilweise weniger abhängig von Vorkenntnissen dieser Art. This report provides an overview of a novel mobility concept for enhanced surface mobility on low-gravity SSSB environments. The developed system and GNC design has been tailored for the 67P/CG comet, representing a challenging mission reference scenario in terms surface topology. However, the hovering concept is not only limited to this target body and could be adjusted to similar low-gravity environments such as asteroids. The concept can be seen as an enabling technology for demanding future SSSB missions. Instead of obtaining in-situ measurements only at a few locations on the surface, the various surface characteristics on a SSSB can be characterised globally. In return, this would greatly increase the scientific return of these types of missions. The developed technology is a first step to more autonomous close-proximity operations around SSSBs. Recent missions have relied on detailed characterisation of the environment prior to any close-proximity operation. The Astrone system is, at least partially, less dependent on prior knowledge, due to its sensors and autonomy-enabling GNC algorithms.