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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen im Weltraum mithilfe einer Vorrichtung mit einem an einem ersten Raumflugkörper angeordneten ersten Modul und wenigstens einem an wenigstens einem weiteren Raumflugkörper angeordneten weiteren Modul. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen im Weltraum, die Vorrichtung aufweisend ein an einem ersten Raumflugkörper angeordnetes erstes Modul und wenigstens ein an wenigstens einem weiteren Raumflugkörper angeordnetes weiteres Modul.
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Das Dokument
FR 2 903 077 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Raumflugkörpers, die Folgendes umfasst: einen primären festen Spiegel, der Licht von einem Stern in Richtung eines sekundären Spiegels in Form eines primären Lichtstrahls reflektieren kann, wobei der sekundäre Spiegel ebenfalls wenigstens einen Teil des primären Lichtstrahls in Form eines sekundären Strahls in eine gewählte Richtung reflektieren kann. Dem Dokument
FR 2 903 077 A1 zufolge umfasst der sekundäre Spiegel Folgendes: wenigstens zwei Zusatzspiegel, die an gewählten Stellen platziert sind und wenigstens einen Teil des von dem sekundären Spiegel kommenden sekundären Lichtstrahls in gewählten unterschiedlichen Richtungen auf eine solche Weise reflektieren können, dass die verschiedenen Bewegungen des Raumflugkörpers induziert werden, und Mittel zum selektiven Positionieren, um die selektive Reflexion des sekundären Lichtstrahls in der Richtung von wenigstens einem der Zusatzspiegel zu bewirken, sodass die Reflexion auf den/die Zusatzspiegel eine gewählte Bewegung des Raumflugkörpers bewirkt. Dem Dokument
FR 2 903 077 A1 zufolge können die Bestandelemente der Vorrichtung auf wenigstens zwei voneinander entfernte Raumflugkörper verteilt werden. Aus dem Dokument
FR 2 903 077 A1 geht außerdem eine Gruppe von Raumflugkörpern zum Fliegen in Formation hervor, bei der wenigstens einer der Raumflugkörper seine Bahn mit wenigstens einem anderen der Raumflugkörper koordiniert.
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Das Dokument
US 2005/0088734 A1 betrifft ein autonom zusammengestelltes Weltraumteleskop. Dem Dokument
US 2005/0088734 A1 zufolge wird ein segmentiertes Teleskop mit gefüllter Apertur im Weltraum unter Verwendung modularer Komponenten, die mit mehreren Starts in die Umlaufbahn gebracht werden, autonomen zusammengestellt. Es wird vorgeschlagen, mehrere ineinandergreifende modulare Spiegelträgerstruktursegmente mit oder ohne Randbinder in einen Satelliten einzubringen. Daran sind mehrere modulare segmentierte Optiken gekoppelt, um einen primären Konkavspiegel zu bilden. Alternativ wird vorgeschlagen, die Spiegelträgerstruktur und die modularen Optiksegmente als eine einzige modulare Einheit auszubilden, wobei mehrere dieser Einheiten miteinander gekoppelt sind, um den primären konkaven Spiegel zu bilden.
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Dem Dokument
US 2005/0088734 A1 zufolge ist das Teleskop auf einem umlaufenden Satelliten enthalten und weist einen Primärspiegel mit einem zentralen Loch und einen Sekundärspiegel mit Trägerverbindungselementen auf. Alternativ wird vorgeschlagen, den Sekundärspiegel mit einem separaten Satelliten zu koppeln, der in der Nähe des Satelliten schwebt und den Primärspiegel enthält. Zusätzlich können Diagnosesysteme, die die Ausrichtung des Weltraumteleskops in Echtzeit überprüfen, Computersteuersysteme und andere Betriebssysteme auf einem separaten Satelliten untergebracht sein. Der Betrieb des Weltraumteleskops kann somit zwischen den zwei Satelliten koordiniert werden.
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Gemäß dem Dokument
US 2005/0088734 A1 ist der Primärspiegel aus mehreren modularen segmentierten Optiken gebildet, die in Umfangsrichtung um das zentrale Loch herum beabstandet sind. Um die segmentierte Optik an der jeweiligen Spiegelträgerstruktur zu bewegen und zu befestigen, wird bevorzugt ein Roboter verwendet. Beispielsweise wird jedes modulare Segment in einem gewünschten Muster auf einem Teleskopfundament unter Verwendung eines Roboters so ausgerichtet, dass Kanten benachbarter Segmente ordnungsgemäß aneinanderstoßen und derart, dass obere reflektierende Oberflächen auf kontinuierliche Weise ausgerichtet sind, um den Primärspiegel zu bilden. Mithilfe von Aktuatoren und Sensoren können anfängliche Ausrichtungen vorgenommen werden, um das optische Teleskop anschließend betriebsbereit zu machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die elektromagnetischen Wellen können Wellen des Lichtspektrums sein. Das Lichtspektrum kann auch den Ultraviolettbereich und/oder den Infrarotbereich umfassen. Die elektromagnetischen Wellen können Wellen des Radiospektrums sein. Die elektromagnetischen Wellen können Wellen des Röntgenspektrums sein. Die elektromagnetischen Wellen können Wellen des Gammaspektrums sein.
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Die Module können zusammenwirken, um ein Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen zu ermöglichen. Zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen kann ein Zusammenwirken der Module erforderlich sein.
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Der erste Raumflugkörper und der wenigstens eine weitere Raumflugkörper können zueinander positioniert und/oder ausgerichtet werden, um das erste Modul und das wenigstens eine weitere Modul zueinander grob zu positionieren und/oder auszurichten. Das erste Modul kann mithilfe der ersten Robotereinrichtung positioniert und/oder ausgerichtet werden, um ein genaueres Positionieren und/oder Ausrichten zu erreichen. Das zweite Modul kann mithilfe der zweiten Robotereinrichtung positioniert und/oder ausgerichtet werden, um ein genaueres Positionieren und/oder Ausrichten zu erreichen. Das grobe Positionieren und/oder Ausrichten kann zuerst und das genauere Positionieren und/oder Ausrichten kann nachfolgend durchgeführt werden.
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Zwischen dem ersten Raumflugkörper und dem wenigstens einen weiteren Raumflugkörper können Daten über eine Position und/oder Ausrichtung des ersten Raumflugkörpers, des wenigstens einen weiteren Raumflugkörpers, der ersten Robotereinrichtung, der wenigstens einen weiteren Robotereinrichtung des ersten Moduls und/oder des wenigstens einen weiteren Moduls ausgetauscht werden. Ein Positionieren und/oder Ausrichten kann unter Berücksichtigung von Daten über eine Position und/oder Ausrichtung des ersten Raumflugkörpers, des wenigstens einen weiteren Raumflugkörpers, der ersten Robotereinrichtung, der wenigstens einen weiteren Robotereinrichtung des ersten Moduls und/oder des wenigstens einen weiteren Moduls erfolgen.
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Das erste Modul und das wenigstens eine weitere Modul können zur optischen Abbildung zueinander positioniert und/oder ausgerichtet werden. Zur optischen Abbildung können Bildpunkte von Gegenstandspunkten durch Vereinigung von Licht, das von den Gegenstandspunkten ausgeht, mittels des ersten Moduls und des wenigstens einen weiteren Moduls erzeugt werden. Eine Gesamtheit aller einzelnen Bildpunkte, die alle Gegenstandspunkte repräsentieren, kann eine Bild ergeben.
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Das erste Modul und das wenigstens eine weitere Modul können zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen im Radiowellenspektrum, im Röntgenwellenspektrum und/oder im Gammawellenspektrum zueinander positioniert und/oder ausgerichtet werden.
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Der Raumflugkörper kann ein künstlicher Satellit, eine Raumsonde, eine Raumfähre, ein Raumschiff, eine Raumfahrzeug, eine Raumkapsel oder eine Raumstation sein. Der erste Raumflugkörper und der wenigstens eine weitere Raumflugkörper können gleiche oder unterschiedliche Raumflugkörper sein.
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Die Vorrichtung kann wenigstens zwei Module aufweisen. Die Vorrichtung kann mehrere Module aufweisen. Die Module können jeweils an gesonderten Raumflugkörpern angeordnet sein. Die Module können jeweils ein optisches System oder Subsystem aufweisen. Die Module können jeweils wenigstens eine Linse, wenigstens ein Prisma, wenigstens einen Filter, wenigstens einen Spiegel und/oder wenigstens eine Blende aufweisen. Die Module können Module eines optischen Systems sein. Die Module können Module eines Teleskops, insbesondere eines Weltraumteleskops, sein. Das Teleskop kann dazu dienen, elektromagnetische Wellen zu sammelt und zu bündelt, um weit entfernte Objekte zu beobachten. Das Teleskop kann ein Spiegelteleskop sein. Das Teleskop kann eine aktive Optik aufweisen. Das Teleskop kann eine adaptive Optik aufweisen. Das Teleskop kann ein optisches Teleskop sein. Das Teleskop kann ein Radioteleskop sein.
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Die Vorrichtung kann wenigstens zwei Robotereinrichtungen aufweisen. Die Vorrichtung kann mehrere Robotereinrichtungen aufweisen. Die Robotereinrichtungen können jeweils an gesonderten Raumflugkörpern angeordnet sein. Die Vorrichtung kann für jedes Modul eine Robotereinrichtung aufweisen.
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Die Robotereinrichtung kann zum Handhaben eines Moduls dienen. Die Robotereinrichtung kann programmierbar sein. Die Robotereinrichtung kann einen Manipulator aufweisen. Die Robotereinrichtung kann eine elektrische Kontrolleinrichtung aufweisen. Das Modul kann als Effektor der Robotereinrichtung dienen. Die Robotereinrichtung kann Sensoren aufweisen. Der Manipulator kann mehrere starre Glieder aufweisen. Die Glieder können miteinander gelenkig verbunden sein. Die Glieder können miteinander mithilfe von Dreh- oder Schubgelenke verbunden sein. Die Glieder können eine Gliederkette bilden. Die Gliederkette kann ein festes Ende und ein freies Ende aufweisen. Das feste Ende kann einer Basis zugeordnet sein. Das Modul kann an dem freien Ende angeordnet sein. Mithilfe der Robotereinrichtung kann das Modul mit einem Freiheitsgrad f=n (n-DoF), insbesondere mit einem Freiheitsgrad f=6, bewegbar sein.
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Das erste Modul kann ein erstes Kommunikationsmodul zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen von Positions- und/oder Ausrichtungsdaten des ersten Raumflugkörpers, der ersten Robotereinrichtung und/oder des ersten Moduls aufweisen. Das wenigstens eine weitere Modul kann wenigstens ein weiteres Kommunikationsmodul zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen von Positions- und/oder Ausrichtungsdaten des wenigstens einen weiteren Raumflugkörpers, der wenigstens einen weiteren Robotereinrichtung und/oder des wenigstens einen weiteren Moduls aufweisen.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein roboterbasiertes verteiltes Weltraumteleskop. Ein optisches System kann auf verschieden Satelliten montiert sein. Beliebige optische Abbildungen und Darstellungen können durch genaue Positionierung der Satelliten zueinander erzeugt werden. Zur hochgenauen Justage einzelner verteilter Optiken kann auf jedem Satellit ein robotisches System verwendet werden. Jeder Satellit kann über ein Kommunikationsmodul (optisch oder HF) verfügen, über welches aktuelle Positionen und Ausrichtungen der Optiken den jeweils anderen Satelliten mitgeteilt werden können.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Mit der Erfindung wird eine Begrenzung einer Baugröße eines optischen Systems, wie Teleskop, insbesondere Weltraumteleskop, durch ein Gehäuse aufgehoben. Eine Leistungsfähigkeit kann gesteigert werden. Freiheitsgrade und technische Möglichkeiten werden erweitert. Ein Aufwand, wie Herstellungsaufwand und/oder Kostenaufwand, kann reduziert werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
- 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Vorrichtung 100 zum Senden, Übertragen und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen im Weltraum. Die Vorrichtung 100 weist ein an einem ersten Raumflugkörper 102 angeordnetes erstes optisches Modul 104 und ein an einem zweiten Raumflugkörper 106 angeordnetes zweites optisches Modul 108 auf.
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Die Vorrichtung 100 weist eine erste Robotereinrichtung 110 zum Positionieren und/oder Ausrichten des ersten Moduls 104 und eine zweite Robotereinrichtung 112 zum Positionieren und/oder Ausrichten des zweiten Moduls 108 auf. Die Robotereinrichtungen 110, 112 weisen jeweils einen Manipulator 114, 116 mit starren, miteinander gelenkig verbundenen Gliedern auf. Die Manipulatoren 114, 116 weisen jeweils ein festes Ende, das einer Basis raumflugkörperfesten Basis zugeordnet ist, und ein freies Ende, an dem das Modul 104, 108 angeordnet ist, auf. Mithilfe der Robotereinrichtungen 110, 112 sind die Module 104, 108 jeweils mit einem Freiheitsgrad f=6 bewegbar.
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Um die Module 104, 108 für einen Betrieb der Vorrichtung 100 zueinander zu positionieren und/oder auszurichten, werden zunächst der Raumflugkörper 102 mit der Robotereinrichtung 110 und dem Modul 104 und der Raumflugkörper 106 mit der Robotereinrichtung 112 und dem Modul 108 relativ zueinander positioniert und/oder ausgerichtet werden, um das erste Modul 104 und das zweite Modul 108 zueinander grob zu positionieren und/oder auszurichten. Nachfolgend werden das erste Modul 104 mithilfe der ersten Robotereinrichtung 110 und das zweite Modul 108 mithilfe der zweiten Robotereinrichtung 112 zueinander genauer positioniert und/oder ausgerichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 102
- Raumflugkörper
- 104
- Modul
- 106
- Raumflugkörper
- 108
- Modul
- 110
- Robotereinrichtung
- 112
- Robotereinrichtung
- 114
- Manipulator
- 116
- Manipulator
