Energieversorgung von Raumfahrzeugen (PDF)

Fachbuch aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: keine, , Sprache: Deutsch, Abstract: Die elektrische Energieversorgung wird für den Betrieb von allen aktiven Raumfahrzeugsystemen und -Geräten benötigt. Das elektrische Energieversorgungssytem (EVS) eines Raumfahrzeugs schließt die Energieerzeugung, Energieaufbereitung, die Energiespeicherung, den Stromleitungsschutz und die Stromverteilung an die Verbraucher über Niederspannungsbordnetze ein. Die Bordnetze versorgen Raumfahrzeuge in Leistungsbereichen von einigen 10W bis derzeitig ca. 50kW im Netzspannungsbereich von 20 bis 125V. Die voll ausgebaute internationale Raumstation ISS mit einer Leistung von 110 kW bildet bisher eine Ausnahme.
Hochspannungstechnik in Raumfahrzeugen kommt im zunehmenden Maße bei der Versorgung elektrischer Triebwerke zum Einsatz.
Das EVS muss die Versorgung der angeschlossenen Stromverbraucher während aller Missionsphasen des Raumfahrzeugs unter allen angetroffenen Weltraum-Umweltverhältnissen zuverlässig und wartungsfrei sicherstellen.
Eine zumindest bei unbemannten Raumfahrzeugen wichtige Anforderung besteht darin, die Energieversorgung in jedem möglichen Ausfallmodus des Raumfahrzeugs völlig autonom, ohne Betreiberintervention, aufrecht zu erhalten, denn der Verlust der Raumfahrzeugenergie führt fast immer zum irreversiblen Gesamtausfall des Raumfahrzeugs. Die Rückführung des Raumfahrzeugs in den Nominalbetrieb durch Bodenoperationen ist nach einem Ausfall nur möglich, wenn das Telekommunikationssystem und die Bahn- und Lageregelung des Raumfahrzeugs funktionsfähig bleiben.
All dieses erfordert ein gut durchdachtes, robustes und zuverlässiges EVS, das zudem in all seinen Funktionen testbar ist.
Das Buchkapitel beschreibt die Möglichkeiten zur Energieversorgung von Raumfahrzeugen und deren derzeitige Nutzung, sowie die in der Raumfahrt gängigen EVS-Architekturen. Es beschreibt den Entwicklungsprozess und analysiert durch Konzeptgegenüberstellungen die Auslegungskriterien, die beachtet werden müssen, um ein betriebs- und kostenoptimiertes EVS-Design vorlegen zu können. Das Ganze wird durch Berechnungsgrundlagen, anschauliche Bilder, Kennwertetabellen, Funktions- und Kennliniendiagramme sinnvoll unterstützt.
Diese Ausarbeitung ist keine Synthese aus vielen herangezogenen Literaturquellen, sondern ein Extrakt des Wissensfundus des Autors, der sich bereits mehr als zwei Jahrzehnte beruflich mit dem beschriebenen Fachgebiet beschäftigt.