DE10230350A1 - Spacecraft attitude control system has electrically and thermally conducting magnetic fluid rotated in rings by magneto hydrodynamic pump - Google Patents

Abstract

A spacecraft attitude control system has pipe rings (19) with Gallium alloy electrically conducting magnetic fluid (20) rotated by a magneto hydrodynamic pump with magnets (21, 22) in guides (32) to give torque impulses about the three axes (16 - 18) and temperature gradients created by cobalt alloy blocks (27) to provide heat transfer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Raumfahrzeug mit einer Einrichtung zur Lageregelung, das mindestens ein Drehimpulse erzeugendes Mittel zur Stabilisierung der Lage auf einer vorgegebenen orbitalen Bahn, wobei die Lage wahlweise zumindest an einer vorgegebenen Raumfahrzeugachse ausrichtbar ist, sowie mindestens eine übergeordnete Steuer- und Regelungseinrichtung enthält, die mit Lagesensoren in Verbindung steht.The invention relates to a spacecraft with a means for position control, the at least one angular momenta generating means for stabilizing the position at a predetermined orbital orbit, the location optionally at least at a given is alignable spacecraft axis, and at least one parent includes control and regulation means connected to position sensors in Connection is established.

Ein derartiges Raumfahrzeug mit einer Einrichtung zur Steuerung einer 3-Achsen-Stabilisierung ist in der Druckschrift EP 0 260 957 B1 beschrieben, in der mindestens ein bzw. vorzugsweise drei Schwung/Reaktions-Räder (Drallräder), eine Reihe von Schubgebern zur eine Änderung bei Geschwindigkeitsmanövern, die um den Umfang des Raumfahrzeuges angebracht sind, sowie weitere Mittel zum Ausgleich von Positionen vorhanden sind. Auf die Raumfahrzeuge im Orbit wirken thermische Belastungen durch die direkte Sonnenstrahlung (Sonnenwärme), durch Wärmeabstrahlung in den Weltraum und durch die im Innern des Gehäuses freiwerdende Wärme seitens elektronischer Geräte und Bauelemente (Innenwärme). Alle diese Energieeinflüsse erzeugen Störmomente, die die vorgegebene Lage des Raumfahrzeuges auf seiner orbitalen Bahn verändern können.Such a space vehicle with a device for controlling a 3-axis stabilizer is in the publication EP 0260957 B1 described in the or three momentum / reaction wheels (reaction wheels), a number of thrusters to a change in velocity maneuvers, which are mounted around the periphery of the spacecraft, as well as further means for compensating positions are at least one preferably present. thermal stresses due to the direct solar radiation (solar heat), by radiation into space, and by the liberated heat in the interior of the housing part of electronic equipment and devices (indoor heat) acting on the spacecraft in orbit. All of these energy influences generate disturbing torques that can change the predefined position of the spacecraft on its orbital orbit.

Durch den Einsatz der bekannten Drallräder soll eine Kompensation der angreifenden Störmomente erfolgen.intended by the use of known momentum wheels done to compensate for the disturbance torques acting.

Ein Problem besteht darin, dass zur Lageregelung mindestens ein Drallrad angebracht ist, das relativ viel Energie für seinen Betrieb benötigt. Befinden sich am/im Raumfahrzeug weitere Drallräder, so wird die Massebilanz zuungunsten der Nutzlastmasse verlagert.One problem is that Position control a momentum wheel mounted at least, the relative much energy its operating needs. If there are further swirl wheels on / in the spacecraft, then the mass balance shifted to the disadvantage of the payload mass.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass in Kleinsatelliten (ca. 100 kg Masse) ein hoher Energiebedarf für den Betrieb von Drallrädern und zugleich für Tätigkeit der Pumpen zum Durchfluss der Flüssigkeit innerhalb der Wärmerohre zum Abbau des Wärmestaus an den Heißzonen erforderlich ist.Another problem is that in small satellites (approx 100 kg Mass), a high energy requirement for the operation of swirl wheels and at the same time for activity the pump to the flow of the liquid inside the heat pipes to reduce the heat build-up at the hot zones is required.

Ein weiteres Raumfahrzeug ist in der Druckschrift US 5,211,360 beschrieben, in der eine Einrichtung zur Lageregelung mit einem Reaktionsrad (Drallrad) bzw. mit einer Reaktionsrad- Anordnung versehen ist, um die Wärmestörungen seitens der Sonnenstrahlung auszugleichen. Die Sonnenstrahlung, die sich insbesondere durch entstehende Temperaturgradienten äußert, erzeugen auch Stördrehmomente durch den Strahlungsdruck, der am Grundkörper des Raumfahrzeuges ansetzt und dessen Lage ändert. Die Temperaturgradienten werden durch eine Vielzahl von Temperatursensoren registriert und an den angeschlossenen Mikrocomputer/Bord-Computer weitergeleitet und verarbeitet. Mit dem Mikrocomputer, der zentraler Teil der Lageregelungseinrichtung ist, ist auch das Drallrad verbunden, das vom Mikrocomputer Signale zur Rotation und somit zur Korrektur der Lage erhält, wobei ein Gegendrehmoment zu dem durch den Temperaturgradienten entstehenden Stördrehmoment mittels des Drallrades erzeugt und das Raumfahrzeug wieder auf die ursprüngliche Lage, insbesondere die vorgegebene Raumfahrzeugachse ausgerichtet wird.Another spacecraft is in the publication US 5,211,360 described in which a device for position control is provided with a reaction wheel (swirl wheel) or with a reaction wheel arrangement in order to compensate for the heat disturbances on the part of solar radiation. The solar radiation, which is manifested in particular by the resulting temperature gradients, also generate disturbing torques from the radiation pressure, which is applied to the base body of the spacecraft and changes its position. The temperature gradient to be registered by a plurality of temperature sensors and forwarded to the connected microcomputer / on-board computer and processed. With the microcomputer, which central part of the position control device, the momentum wheel is also connected to the up of the micro-computer signals to the rotation, and thus obtained for correcting the position, in which generates a counter torque to the resultant by the temperature disturbance torque by means of the momentum wheel and the spacecraft again the original position, in particular aligned with the predetermined spacecraft axis.

Es ist des Weiteren eine Einrichtung zur Lage- und Nutationsregelung für ein drallgeregeltes Raumfahrzeug, das Roll, Nick und Gierachsen aufweist, in der Druckschrift EP 0 460 935 B1 beschrieben, die neben einer Sensoreinrichtung zum Messen der augenblicklichen Rollage, einer Abschätzeinrichtung, einer Logikeinrichtung, zumindest eine Schubvorrichtung in Form von Minidüsenantrieben sowie ein Drallrad als Lage-Korrektureinrichtungen aufweist. Die Minidüsenantriebe bzw. das Drallrad können Drehmomente erzeugen, um bei Abweichungen von den ursprünglichen Lagewerten die Lagewerte bezüglich der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen in vorbestimmte Grenzen zurückzuführen. Die zugehörige Steuer- und Regelungseinrichtung enthält einen Mikrocomputer, der die zuständigen Korrektursignale an die Lage-Korrektureinrichtungen übermittelt. Auch hier ist der Masseaufwand – die Lagestabilierungsmasse – sehr hoch und schmälert die Massebilanz zuungunsten der Nutzlastmasse des Raumfahrzeuges.It is further comprising means for position and for a spin nutation controlled spacecraft roll, pitch and yaw axes in the publication EP 0460935 B1 described, which in addition to a sensor device for measuring the instantaneous roll attitude, an estimator, a logic device, at least one pushing device in the form of mini jet engines as well as a momentum wheel as an attitude correcting means. The mini-jet engines or the momentum wheel can generate torques to return the event of deviations from the original position values the position values relating to the predetermined spacecraft axes in predetermined limits. The associated control and regulating device contains a microcomputer, which transmits the relevant correcting signals to the position correcting means. Again, the mass effort - the Lagestabilierungsmasse - very high and reduces the mass balance the disadvantage of the payload mass of the spacecraft.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Raumfahrzeug mit einer Einrichtung zur Lageregelung anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist, dass unter verringertem Masse- und Energieeinsatz in bezug auf mindestens eine festgelegte Raumfahrzeugachse Drehimpulse erzeugt werden können. Des Weiteren soll auf jegliche, insbesondere durch Wärmestörungen verursachte und Störmomente erzeugende Lageänderungen derart reagiert werden, dass zumindest ein Teil der störenden Wärme für Lage korrigierende Drehimpulsänderungen eingesetzt werden kann.The object of the invention is therefore to provide a spacecraft with a device for position control specify that is formed in such a suitable that under reduced Mass and energy use in relation to at least one defined spacecraft axis Angular momentum can be generated. In addition to on any, caused in particular by heat disorders and disturbing moments generating positional changes be reacted in such a way that at least part of the disruptive heat for position correcting Angular momentum changes used can be.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Im Raumfahrzeug mit einer Einrichtung zur Lageregelung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 weist die Einrichtung zur Lageregelung als Drehimpulse erzeugendes Mittel mindestens ein ringförmiges Leitungskanalsystem mit einer darin befindlichen, kanaldurchströmenden Flüssigkeit auf, die zumindest elektrisch leitend und magnetisch beeinflussbar ist, wobei dem Leitungskanalsystem mindestens eine magnetohydrodynamische (MHD-)Pumpe zur Rotation der Flüssigkeit derart zugeordnet ist, dass zur Lageregelung Drehimpulse um mindestens eine der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen erzeugbar sind.The task is characterized by the characteristics of claim 1 solved. In the spacecraft with a device for position control according to the preamble of Claim 1, the means for position control as the angular momenta generating means at least one annular duct system with a liquid flowing through it, which at least can be influenced electrically and magnetically, the conduit system at least one magnetohydrodynamic (MHD) pump for rotation the liquid is assigned such that for position control rotational pulses by at least one of the predetermined spacecraft axes are generated.

Die Flüssigkeit kann derart Wärme leitend und speichernd sein, dass das flüssigkeitsgefüllte Leitungskanalsystem wahlweise gleichzeitig zur Wärmeregelung einsetzbar ist.The liquid can be conductive and heat be that the liquid-filled duct system optionally at the same time for heat control can be used.

Das Leitungskanalsystem kann mindestens einen Leitungskanal mit einem geschlossenen Hohlringmantel als Kanalgehäuse, insbesondere einen Stahlrohrring enthalten.The duct system may comprise at least Line duct with a closed hollow ring jacket as a duct housing, in particular a tubular steel ring included.

Die kanaldurchströmende Flüssigkeit kann metallischer Art oder eine salzlösungsartige Flüssigkeit sein.The channel-flowing liquid can metallic Kind or a saline-like liquid his.

Die Flüssigkeit weist eine Temperatur auf, die vorzugsweise angepasst im Bereich unterhalb der durchschnittlichen Betriebstemperatur im Raumfahrzeuggehäuse liegt.The liquid has a temperature which is preferably adjusted in the range below the average Operating temperature is in the spacecraft housing.

Das Leitungskanalsystem kann mindestens einen hohlringförmigen Leitungskanal aufweisen, dessen Drehmoment-Achse vorzugsweise mit einer der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen, insbesondere mit der Gier-, Nick- oder Rollachse übereinstimmt.The duct system may comprise at least hollow annular Have conduit, the torque axis preferably with one of the predetermined space vehicle axles, in particular with the Yaw, pitch or roll axis coincides.

Der hohlringförmige Leitungskanal kann querschnittmäßig rund, oval, quadratisch oder rechteckig sein.The hollow annular duct can be round in cross section, oval, square or rectangular.

Zu einer vorgegebenen Raumfahrzeugachse können mehrere Leitungskanäle axial übereinander und/oder radial ineinander angeordnet sein.To a predetermined axis of the spacecraft can be more ducts axially one above the other and / or radially be arranged into one another.

Zu einer MHD-Pumpe können mindestens ein vom Leitungskanal beabstandet angeordneter Magnet, dessen Magnetflussdichte den Leitungskanal querschnittgerichtet zumindest mit einer senkrecht gerichteten Komponente durchdringt, und mindestens ein Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes, dessen Kanaldurchgang querschnittgerichtet senkrecht zum Leitungskanal und zugleich senkrecht zu der Magnetflussdichte gerichtet ausgebildet ist, gehören und derart angeordnet sein, dass längs des Leitungskanals eine die Flüssigkeit antreibende Kraft vorhanden ist.At least one can be used for a MHD pump magnet spaced from the conduit, its magnetic flux density the line channel cross-sectional at least with a vertical directed component pierces, and at least one means for Generation of an electric current, the channel passage of which is cross-sectional perpendicular to the duct and at the same time perpendicular to the magnetic flux density is directed, belong and be arranged such that along the duct a the liquid driving force is present.

Die Magnete bzw. die Magnetanordnung einer MHD-Pumpe können Permanentmagnete und/oder Elektromagnete sein.The magnets or magnet assembly an MHD pump can Permanent magnets and / or electromagnets.

Das Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes in der MHD-Pumpe kann mindestens ein von einer vorhandenen elektrischen Energieversorgungseinheit gespeistes Elektrodenpaar aufweisen, dessen Elektroden, sich jeweils gegenüberliegend, in den Wandungen des Leitungskanals eingebracht sind und mit der Flüssigkeit derart in Verbindung stehen, dass im Betrieb quer zum Leitungskanal und durch die Flüssigkeit hindurch ein Stromfluss vorhanden ist.The means of generating an electric current may be in the MHD pump, at least one of an existing electrical Power supply unit having powered electrode pair whose Electrodes, opposite each other, in the walls of the duct are inserted and with the liquid are so connected that, in operation transverse to the duct and through the liquid there is a current flow through it.

Die Magnete einer MHD-Pumpe können von den Wandungen des Leitungskanals beabstandet und in Führungsbahnen zum Leitungskanal bewegbar angeordnet sein, wobei der jeweilige Abstand zum Leitungskanal durch vorhandene Mittel zum Verschieben oder Verdrehen der Magnete in der zugehörigen Führungsbahn variierbar ist.The magnets an MHD pump may differ from the Walls of the conduit spaced and in guideways be arranged to be movable to the conduction channel, wherein the respective Distance from the conduction channel by existing means for displacing or rotating the magnets in the associated guideway is variable.

Der Leitungskanal kann zumindest teilweise mit mindestens einer Wärme (Sonnenwärme) aufnehmenden Wandung des Raumfahrzeuggehäuses und/oder eines oder mehrerer Baugruppenkomplexe/Geräte bzw. Bauelemente innerhalb des Raumfahrzeuggehäuses (Innenwärme) in Verbindung stehen.The cable channel can at least partially with at least one heat (Solar heat) receiving wall of the spacecraft housing and / or one or more Complex assemblies / devices or components within the spacecraft housing (internal heat) in Connect.

Die elektrisch leitende Flüssigkeit kann insbesondere flüssiges, metallisches Gallium oder eine Galliumlegierung darstellen.The electrically conductive liquid may, in particular liquid, represent metallic gallium or a gallium alloy.

In der MHD-Pumpe kann als Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes innerhalb eines Leitungskanals eine thermoelektrische Einheit vorgesehen sein, die im Wesentlichen aus dem Leitungskanal, der Flüssigkeit und einem Materialblock besteht, wobei der Materialblock mit dem Leitungskanal verbunden ist, elektrisch und Wärme leitend sowie gegenüber der Flüssigkeit mit einer thermoelektrischen Leistung derart ausgebildet ist, dass bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten innerhalb des Materialblockes ein Stromfluss in der Kanalquerschnittsebene durch die Flüssigkeit hindurch erreichbar ist.In the MHD pump can be used as a means to generate an electrical current within a conduit a thermoelectric unit can be provided, which essentially from the conduit, the liquid and a material block, wherein the block of material with the is duct connected, electrically and heat as well as to the conductive liquid is designed with a thermoelectric power such that in the presence of a temperature gradient within the block of material a current flow in the channel cross-sectional plane through the liquid is passed to reach.

Am thermoelektrisch ausgebildeten Materialblock sind eine einendbereichsseitige Heißzone und eine anderenendbereichsseitige Kaltzone derart vorhanden, dass zwischen den beiden Temperaturwertbereichen im Querschnitt zum Leitungskanal gerichtet ein Temperaturgradient vorhanden ist, wodurch sich ein umlaufender, thermoelektrisch generierter Stromfluss querschnittsgerichtet durch die Flüssigkeit und durch den Materialblock hindurch ausbildet.On thermoelectric trained Material block are a einendbereichsseitige hot zone and a cold zone on the other end region in such a way that between the two temperature value ranges in cross section to the duct directed, a temperature gradient is present, thus forming a Circulating, thermoelectrically generated current flow cross-sectional through the liquid and through the block of material therethrough is formed.

Das Kanalgehäuse ist ein Metall mit ausreichender elektrischer und Wärmeleitfähigkeit, das keine Reaktion mit der Flüssigkeit aufweist und von der Magnetflussdichte durchdringbar ist.The channel housing is a metal having sufficient electrical and thermal conductivity, the no reaction with the liquid and being penetrated by the magnetic flux density.

Der Materialblock kann einen Teilkörper darstellen.The block of material may be part of the body.

Der zur Ausbildung des Temperaturgradienten vorgesehene Materialblock kann im vorgesehenen Wärmeaufnahmebereich (Heißzone) voluminöser ausgebildet sein als im Wärmeabgabebereich (Kaltzone).Of the formation of the temperature gradient The proposed block of material can be made more voluminous in the intended heat absorption area (hot zone) be than in the heat-dissipating area (cold zone).

Der mit dem ringförmigen, vorzugsweise querschnittsmäßig rechteckigen Leitungskanal verbundene Materialblock kann vorzugsweise ringförmig ausgebildet und in radialer Richtung von einem Temperaturgradienten beeinflussbar sein.The rectangular with the annular, preferably cross-sectionally Duct associated block of material may be formed preferably annularly and can be influenced in the radial direction by a temperature gradient his.

Der Materialblock kann aus einem Material bestehen, das zur Flüssigkeit eine hohe thermoelektrische Leistung ausbildet und vorzugsweise eine Kobaltlegierung ist.The block of material can be made from one Material consist of liquid a high thermoelectric power, and preferably forms is a cobalt alloy.

In den Bereichen der Heißzonen und der Kaltzonen können Temperatursensoren angeordnet sein, die mit der Steuer- und Regelungseinrichtung verbunden sind, das mit den Mitteln zur Verschiebung und/oder Verdrehung der Magneten zur Änderung der Magnetflussdichte in Verbindung steht.In the areas of the hot zones and of the cold zones Temperature sensors can be arranged, which are connected to the control and regulating device are provided with the means for displacement and / or rotation of the Magnet amending the magnetic flux density is in communication.

Die Mittel zur Verschiebung der Magneten können insbesondere lineare Motoren sein, die fest eingebaut sind.The means for moving the magnets can in particular be linear motors, which are fixedly installed.

In den Bereichen der Heißzonen und Kaltzonen können dem Leitungskanal zugeordnete Heizelemente angeordnet sein, die zur Aufrechterhaltung bzw. Konstanthaltung des Temperaturgradienten vorgesehen sind, wobei die Heizelemente mit der Steuer- und Regeleinrichtung in Verbindung stehen.In the areas of the hot zones and Cold zones the conduction channel associated heating elements may be arranged that to maintain or maintain a constant temperature gradient are provided, the heating elements with the control and regulating device stay in contact.

Die Steuer- und Regeleinrichtung für die Lageregelung kann vorzugsweise für die thermoelektrische Betriebsart einen Proportional-Integral-Regler, einen Motoren-Verschiebungsmodul, einen flüssigkeitszugeordneten Genauigkeits-Vergleichsmodul sowie einen Lage-Navigationsmodul enthalten.The control and regulating device for the Position control can preferably the thermoelectric mode of operation is a proportional-integral controller, one Motor displacement module, a liquid-associated accuracy comparison module and a location-navigation module included.

Die Einrichtung zur Lageregelung, insbesondere die durch eine MHD-Pumpe angetriebene, einen Drehimpuls erzeugende metalli sche Flüssigkeit in dem hohlringförmigen Leitungskanal mit wahlweise feldveränderlichen elektrischen und magnetischen Elementen kann gleichzeitig zum Wärmetransport und somit zur Wärmeregelung einsetzbar sein, was zu einer kostensparenden Thermalkontrolle im Raumfahrzeug führt.The position control device, in particular driven by an MHD pump, an angular momentum generating metallic liquid in the hollow annular Duct with optional field varying electric and magnetic elements can be used for heat transport and thus for thermal control be usable, resulting in a cost-saving thermal control in the Spacecraft leads.

Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, dass bei Vorhandensein von Heiß- und Kaltzonen im Bereich des Leitungskanals eine Wärmeregelung über den Austausch von Wärme zwischen der Flüssigkeit und den Leitungskanalwandungen sowie durch den Transport der Wärme mit der Flüssigkeit erfolgen kann.The invention opens up the possibility that in the presence of hot and cold zones in the area of the duct a heat control over the Exchange of heat between the liquid and the Leitungskanalwandungen as well as by the transport of heat the liquid can be done.

Die Erfindung ermöglicht es, dass Wärme- und Leistungsüberschüsse zur Erzeugung von Thermoelektrizität eingesetzt werden, wodurch der Aufwand an elektrischer Energie für das gesamte Raumfahrzeug reduziert werden kann. Dies zieht außerdem Einsparungen am Raumfahrzeug-Energieversorgungssystem nach sich.The invention allows heat and Power surpluses Generation of thermoelectricity are used, whereby the cost of electrical energy for the entire Spacecraft can be reduced. This also draws savings on the spacecraft power supply system itself.

Die Einrichtung zur Lageregelung, insbesondere die durch eine MHD-Pumpe angetriebene, einen Drehimpuls erzeugende Flüssigkeit in dem hohlringförmigen Leitungskanal mit wahlweise feldveränderlichen elektrischen und magnetischen Elementen ist somit gleichzeitig zum Wärmetransport und -austauch einsetzbar, wenn ein direkter Kontakt vorhanden und/oder zwischen den Heißzonen und dem Kanalgehäuse wärmeübertragende Kontaktelemente vorgesehen sind.The position control device, in particular, an angular momentum driven by a MHD pump generating liquid in the hollow ring Duct with optional field varying electric and magnetic elements is thus the same for heat transport and exchange can be used if there is direct contact and / or between the hot zones and the duct housing heat transfer Contact elements are provided.

Die Erfindung ermöglicht es, dass die Einrichtung zur Lageregelung mit der Wärmeverteilung über das gemeinsame Arbeitsmedium, eine elektrisch leitende und magnetisch beeinflussbare Flüssigkeit, die durch mindestens eine MHD-Pumpe angetrieben wird, koppelbar ist.The invention enables the device for position control with heat distribution over the common working medium, an electrically conductive and magnetic influenceable liquid, which is driven by at least one MHD pump, coupled is.

Weiterbildungen und verbesserte zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.Further developments and improved additional Embodiments of the invention are described in the further subclaims.

Die Erfindung wird mittels mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is achieved by means of several embodiments based on drawings explained.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erdorientierten Raumfahrzeuges mit einer Einrichtung zur Lageregelung, 1 a schematic representation of an earth-oriented space vehicle with a device for position control,

2 eine schematische Darstellung eines elektrodenpaargestützten mit magnetohydrodynamischen (MHD-)Pumpen versehenen Leitungskanals zur Festlegung der Flüssigkeitsbewegungsrichtung, 2 a schematic representation of a pair of electrodes supported by the magneto-hydrodynamic (MHD) pumps provided duct laying down the liquid movement direction,

3 eine perspektivische Ausschnittsdarstellung des Leitungskanals nach 2, 3 a perspective cut-away view of the duct according to 2 .

4 eine schematische Darstellung von thermoelektrisch gestützten MHD-Pumpen an einem sonnenorientierten Raumfahrzeug, 4 a schematic representation of thermoelectrically based MHD pumps to a sun-oriented spacecraft,

5 eine Querschnittsdarstellung durch einen Leitungskanal und einen Materialblock in einer thermoelektrisch gestützten MHD-Pumpe nach 4 und 5 a cross-sectional view through a conduit and a block of material in a thermoelectrically supported MHD pump 4 and

6 eine schematische Darstellung des Funktionsablaufes der Lageregelung bei Auftreten von Störmomenten. 6 a schematic representation of the operational sequence of the position control in the event of disturbing torques.

In 1 ist die Gesamtansicht eines Raumfahrzeuges 1 mit einer Einrichtung zur Lageregelung dargestellt. Das Raumfahrzeug 1 weist im Wesentlichen ein Raumfahrzeuggehäuse 2 mit sechs Außenwandungen 3, 4, 5, 6, 7, 8, die vorzugsweise einen Kubus bilden, zwei Leistungsmodule 9, 10, die stellvertretend für weitere Geräte, Baugruppen, Bauelemente und anderer leistungs- und wärmeerzeugende Quellen dargestellt sind und zumindest oberflächenbereichsseitig Heißzonen (hot Spots) 11, 12 aufweisen, den Heißzonen 11, 12 zugeordnete Temperatursensoren 13, 14 sowie einen Bordcomputer 15 auf, wobei die Lage des Raumfahrzeuges 1 durch drei wahlweise vorgegebene Raumfahrzeugachsen – z. B. die Gierachse 16, die Nickachse 17 und die Rollachse 18 – definiert ist.In 1 is the overall view of a spacecraft 1 represented with a means for position control. The spacecraft 1 has substantially a spacecraft housing 2 six outer walls 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8th , Which preferably form a cube, two power modules 9 . 10 Which is representative of other devices, assemblies, components, and other power and heat generating sources are shown and at least surface region side hot zones (hot spots) 11 . 12 having the hot zone 11 . 12 assigned temperature sensors 13 . 14 and an onboard computer 15 , whereby the attitude of the spacecraft 1 by three selectively predetermined spacecraft axes - z. B. the yaw axis 16 , The pitch axis 17 and the roll axis 18 - is defined.

Erfindungsgemäß enthält die Einrichtung zur Lageregelung im Wesentlichen als Drehimpulse erzeugendes Mittel mindestens ein ringförmiges Leitungskanalsystem 19 mit darin befindlicher, kanaldurchströmender Flüssigkeit 20, die zumindest elektrisch leitend und magnetisch beeinflussbar ist, wobei dem Leitungskanalsystem 19 mindestens eine, hier zwei magnetohydrodynamische Pumpen (MHD-Pumpen) 21, 22 zur Rotation der Flüssigkeit 20 derart zugeordnet sind, dass zur Lageregelung die Flüssigkeit 20 im Leitungskanalsystem 19 unidirektional um eine der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen 16, 17, 18 umlaufend gesteuert bewegbar ist und Drehimpulse erzeugt.According to the invention, the device for position control essentially contains at least one annular conduit system as a means generating angular momentum 19 with therein befindlicher, channel by flowing liquid 20 That is at least electrically conducting and magnetically influenced, wherein the duct system 19 at least one, here two magneto-hydrodynamic pump (MHD pumps) 21 . 22 the rotation of the liquid 20 are assigned such that for position control, the liquid 20 in the duct system 19 unidirectionally to one of the predetermined spacecraft axes 16 . 17 . 18 is circumferentially controlled movable and generates rotation pulses.

Die Flüssigkeit 20 kann derart Wärme leitend und speichernd sein, dass das flüssigkeitsgefüllte Leitungskanalsystem 19 wahlweise gleichzeitig zur Wärmeregelung einsetzbar ist.The liquid 20 such heat may be conductive, and storing that the liquid-filled duct system 19 is optionally simultaneously used for heat control.

Die MHD-Pumpen 21, 22 enthalten jeweils eine Magnetanordnung, insbesondere einen Magneten 23 bzw. 24 sowie ein System 25 bzw. 26 zur Erzeugung eines elektrischen Stromes.The MHD pumps 21 . 22 each contain a magnet assembly, in particular a magnet 23 or 24 and a system 25 and 26 for generating an electric current.

Die Magnete 23, 24 sind vorzugsweise Permanentmagnete, können aber auch Elektromagnete bzw. Kombinationen von Permanent- und Elektromagnet sein. Die Permanentmagnete 23, 24 befinden sich im Abstand d vom Kanalgehäuse des Leitungskanals 19. Den Permanentmagneten 23, 24 in 1 ist jeweils ein Motor 28, 29 mit einer zugehörigen Motorsteuerung 30, 31 sowie einer zugehörigen Führungsbahn 32, 33 zur Verschiebung oder Verdrehung der Magneten 23, 24 zugeordnet.The magnets 23 . 24 are preferably permanent magnets, but can also be electromagnets his or combinations of permanent and electromagnet. The permanent magnets 23 . 24 located at a distance d from the channel housing of the duct 19 , The permanent magnets 23 . 24 in 1 is in each case a motor 28 . 29 with an associated motor control 30 . 31 and an associated guideway 32 . 33 the displacement or rotation of the magnets 23 . 24 assigned.

Das jeweilige System 25, 26 zur Erzeugung eines elektrischen Stromes kann ein Elektrodenpaar aus Katode und Anode oder auch eine thermoelektrische Einheit darstellen. Innerhalb der thermoelektrischen Einheit ist ein erster Materialblock 27 vorgesehen, der aus einem Material besteht, das in Bezug auf die Flüssigkeit 20 im ersten Leitungskanal 19 eine beträchtliche Thermoleistung aufweist, wobei die Ausbildung einer heißen und einer kalten Elektrode (eines Temperaturgradienten ΔT) genutzt wird.The respective system 25 . 26 for generating an electric current, a pair of electrodes of cathode and anode or a thermoelectric unit can display. Within the thermoelectric unit is a first block of material 27 provided, which consists of a material that is related to the liquid 20 in the first line channel 19 has a considerable thermal power, using the formation of a hot and a cold electrode (a temperature gradient ΔT).

Im ringförmigen ersten Leitungskanal 19 kann sich mindestens ein Flüssigkeitsgeschwindigkeitsmesser 34 befinden, der die Istwerte der Rotationsgeschwindigkeit v misst und insbesondere über eine Leitung 39 an die Steuer- und Regelungseinrichtung 79 (6) weiterleitet. Der erste Leitungskanal 19 kann durch Halterungselemente 71, 72 am Gehäuse 2 des ersten Raumfahrzeuges 1 befestigt sein. Damit können sich auch Kontaktstellen 73 zu den Außenwandungen 3, 4, 5, 6 ausbilden, die bei entsprechend gerichteter Sonneneinstrahlung zu Heißzonen werden können.In the ring-shaped first conduit 19 there may be at least one liquid speed meter 34 which measures the actual values of the rotational speed v and in particular via a line 39 to the control and regulation device 79 ( 6 ) forwards. The first duct 19 can by mounting elements 71 . 72 on the housing 2 of the first spacecraft 1 be attached. This can also be used for contact points 73 to the outer walls 3 4 5 . 6 form, which can be directed in accordance with sunlight to hot zones.

Innerhalb des Raumfahrzeuggehäuses 1 kann sich mindestens ein eine Heißzone 84 erzeugendes Gerät 83 befinden, das mit seiner Heißzone 84 an der Wandung des Leitungskanalsystems 19 anliegen kann.Inside the spacecraft housing 1 can be at least one a hot zone 84 generating device 83 are that with his hot zone 84 on the wall of the duct system 19 can concern.

Die Motorsteuerungen 30, 31, die Temperatursensoren 13, 14 sowie der Flüssigkeitsgeschwindigkeitsmesser 34 sind über zugehörige Signal-/Versorgungsleitungen 37, 38; 35, 36; 39 mit dem Bord-Computer 15 verbunden.The engine controls 30 . 31 , The temperature sensors 13 . 14 and the liquid speedometer 34 are connected via associated signal / power lines 37, 38; 35, 36; 39 with the on-board computer 15 connected.

Im ersten Raumfahrzeug 1 befinden sich Lagesensoren 70, 81, die mit dem Bordcomputer 15 insbesondere über Leitungen 82, 63 verbunden sind und die Istwerte der Lage des ersten Raumfahrzeuges 1 messen und zur Verarbeitung weiterleiten.In the first spacecraft 1 there are position sensors 70 . 81 That with the onboard computer 15 especially via lines 82 . 63 are connected and the actual values of the position of the first spacecraft 1 measure and forward for processing.

In 2 ist eine schematische Darstellung zur Festlegung der Rotationsgeschwindigkeitsrichtung 46 der Flüssigkeit 20 bzw. die Richtung der Rotationsgeschwindigkeit v gezeigt. In 3 ist eine perspektivische Ausschnittsdarstellung des ringförmigen, im Querschnitt rechteckigen, zweiten Leitungskanals 40 gezeigt. Beide 2,3 werden nachfolgend gemeinsam erläutert.In 2 is a schematic diagram for determining the direction of rotation speed 46 the liquid 20 or the direction of the rotational speed v shown. In 3 is a perspective cut-away view of the annular, rectangular in cross-section, the second duct 40 shown. Both 2 . 3 are described together below.

Der zweite Leitungskanal 40 im zweiten Raumfahrzeug 41 besteht vorzugsweise aus einem Stahlrohrring (Ringradius R) mit rechteckigem Querschnitt (Höhe h, Breite b) und besitzt an vier Stellen jeweils eine MHD-Pumpe 42, 43, 44, 45. Die Flüssigkeit 20 im Stahlrohrring 40 ist vorzugsweise metallisches Gallium. Der Stahlrohrring 40 kann dabei auch die Außenwandungen des zwei ten Raumfahrzeuges 41 berühren. Die MHD-Pumpen 42 bis 45 enthalten jeweils Permanentmagneten 47 und eine Elektrodenanordnung 48 (Katode/Anode), wobei außerhalb der Elektrodenanordnung 48 das Leitungskanalgehäuse 40 von einem Isolationsmantel 49 (3) umgeben kann. Die Rotationsgeschwindigkeit v des Galliums kann durch Variation des elektrischen Stromes I zwischen den Elektroden der Elektrodenanordnung 48 bzw. der Magnetflussdichte B der Permanentmagneten 47 beeinflusst werden.The second duct 40 in the second spacecraft 41 preferably consists of a tubular steel ring (ring radius R) with a rectangular cross-section (height h, width b) and has in each case at four positions a MHD pump 42 . 43 . 44 . 45 , The liquid 20 in steel pipe ring 40 is preferably metallic gallium. The tubular steel ring 40 can also the outer walls of the two th spacecraft 41 touch. The MHD pumps 42 to 45 each containing permanent magnets 47 and an electrode assembly 48 (Cathode / anode), being outside the electrode arrangement 48 the duct housing 40 by an insulating jacket 49 ( 3 can surround). The rotational speed v of the gallium, by varying the electric current I between the electrodes of the electrode assembly 48 or the magnetic flux density B of the permanent magnets 47 to be influenced.

Sind bei Kontakt des Stahlrohrrings 40 mit den Außenwandungen dort Heißzonen vorhanden, dann kann die dort vorhandene überschüssige Wärme von der Flüssigkeit 20 abtransportiert werden kann. Im Wesentlichen kann in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit v bei einem Ringradius R (2) ein Stellmoment T_S erzeugt werden, das zur Lageregelung genutzt werden kann. Dadurch dreht sich infolge der Rotationsgeschwindigkeit v und eines Drehimpulses T_S das Raumfahrzeug 41 mit einer Anzahl von Umdrehungen/Zeiteinheit ω. Zur Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit v können im Wesentlichen der elektrischen Strom I und/oder die Magnetflussdichte B erhöht werden, was durch eine Verbindung der MHD-Pumpen 42 bis 45 mit der zugehörigen Steuer- und Regelungseinrichtung 79 (6) unter Einbeziehung des Bordcomputers 15 erfolgen kann, oder auch die Anzahl der MHD-Pumpen erhöht werden.Are in contact with the steel tube ring 40 present with the outer walls there hot zone, then the presence of excess heat can there from the liquid 20 can be transported away. Essentially, depending on the speed of rotation v with a ring radius R ( 2 ) an actuating torque T _{S is} generated which can be used for position control. Characterized v rotates due to the rotation speed and angular momentum T _S the spacecraft 41 with a number of revolutions / unit of time ω. v may for increasing the rotational speed substantially equal to the electric current I and / or the magnetic flux density B be increased, by a compound of MHD pumps 42 to 45 with the associated control and regulating device 79 ( 6 ) Including the on-board computer 15 can take place, or the number of MHD pumps can be increased.

Für die auf die Flüssigkeit 20 wirkende normal zum Querschnitt A = h·b normal gerichtete Lorentzkraft F_L – 80 – Pfeilrichtung (2) – in Richtung des Strömungsflusses gilt: FL = hlB wenn die Magnetflußdichte B und die Stromstärke I (längs der Höhe h) zueinander senkrecht gerichtet sind.For those in the liquid 20 acting normal to the cross section A = h · b normal directed Lorentz force F _L - 80 - direction of the arrow ( 2 ) - in the direction of flow, the following applies: F L = HLB when the magnetic flux density B and the current I (along the height h) are directed perpendicularly to each other.

Die Masse des Stahlrohrringgehäuses 40, der Permanentmagneten 47 und eines zugehörigen Netzteils für die Elektrodenanordnung 48 können ungefähr 25% der Gesamteinrichtungsmasse betragen, wobei die restliche Einrichtungsmasse hauptsächlich von der Masse der Flüssigkeit 20 bestimmt wird. Mit der rotierenden Masse der Flüssigkeit 20 kann der korrigierende Drehimpuls, ein Stellmoment T_S (2), um die vorgegebene Raumfahrzeugachse 17 erzeugt werden.The mass of steel pipe ring case 40 , the permanent magnet 47 and an associated power supply for the electrode arrangement 48 can be about 25% of the total device mass, wherein the remainder mainly means the mass of the mass of the liquid 20 is determined. With the rotating mass of the liquid 20 can the corrective angular momentum, an actuating torque T _S ( 2 ) To the predetermined space vehicle axle 17 be generated.

Anhand der 4 und 5 wird unter Rückbeziehung auf 1 eine weitere Ausführungsform, insbesondere zur Drehimpulserhöhung erläutert. Dazu ist in 4 eine schematische Darstellung von thermoelektrisch unterstützten MHD-Pumpen 51, 52, 53, 54 an einem sonnenorientierten dritten Raumfahrzeug 50 gezeigt. In 5 ist eine Querschnittsdarstellung durch einen dritten Leitungskanal 55, der in die siebente MHD-Pumpe 51 (stellvertretend für alle thermoelektrisch gestützten MHD-Pumpen) eingeschlossen ist, gezeigt, deren Erläuterung auch die 1 einschließt. Dazu werden die 4 und 5 gemeinsam erläutert.Based on 4 and 5 is on when appended 1 a further embodiment, particularly illustrated for the angular momentum increase. This is in 4 a schematic representation of thermoelectrically supported MHD pumps 51 . 52 . 53 . 54 on a sun-oriented third spacecraft 50 shown. In 5 is a cross-sectional view through a third duct 55 That in the seventh MHD pump 51 (representative of all thermoelectrically supported MHD pumps) is shown, the explanation of which also 1 includes. To do this, the 4 and 5 explained together.

An der Außenwandung 56 des dritten Raumfahrzeuges 50 ist ein ringförmiger zweiter Materialblock 57 derart mittels Befestigungsmitteln 77, 78 angebracht, dass ein direkter Kontakt zwischen der durch eine Sonnenstrahlung 58 hochtemperierten Außenwandung 56 und dem zweiten Materialblock 57 vorhanden ist. Das dritte Raumfahrzeug 50 hat die Raumfahrzeugachsen 59, 60, 61, wobei es mit einer seiner Raumfahrzeugachsen 59 auf die Sonne ausgerichtet ist. Die Sonnenstrahlung 58 und somit die Sonnenwärme prallt auf die Außenwandung 56. Dort entsteht eine Heißzone. Am ringförmigen zweiten Materialblock 57 ist der ringförmige dritte Leitungskanal 55 befestigt. Der ring förmige dritte Leitungskanal 55 weist vier MHD-Pumpen 51, 52, 53, 54 auf.On the outer wall 56 of the third spacecraft 50 is an annular second material block 57 so by means of fasteners 77 . 78 appropriate that a direct contact between the solar radiation by an 58 high-temperature outer wall 56 and the second material block 57 is available. The third spacecraft 50 has the spacecraft axes 59 . 60 . 61 , Which is with one of its spacecraft axes 59 is aimed at the sun. Solar radiation 58 and thus the heat of the sun hits the outer wall 56 , A hot zone is created there. The annular second material block 57 is the ring-shaped third conduit 55 attached. The ring-shaped third duct 55 has four MHD pumps 51 . 52 . 53 . 54 on.

In den MHD-Pumpen 51 bis 54 ist als Mittel zur Erzeugung jeweils eines elektrischen Stromes I innerhalb eines Leitungskanals 55 eine zweite thermoelektrische Einheit 62 (stellvertretend für alle vier MHD-Pumpen) vorgesehen, die aus dem dritten Leitungskanal 55, der Flüssigkeit 20 und dem zweiten Materialblock 57 besteht, wobei der zweite Materialblock 57 mit dem dritten Leitungskanal 55 verbunden ist, elektrisch und Wärme leitend ist sowie gegenüber der Flüssigkeit 20 mit einer thermoelektrischen Leistung ausgebildet ist.In the MHD pumps 51 to 54 is provided as a means for generating a respective one electric current I within a duct 55 a second thermoelectric unit 62 (Representative of all four MHD pumps) provided from the third duct 55 , the liquid 20 and the second material block 57 , wherein the second material block 57 with the third duct 55 is connected, electrically and heat is conductive as well as to the liquid 20 is formed with a thermoelectric power.

Der mit dem ringförmigen, vorzugsweise querschnittsmäßig rechteckigen Leitungskanal 55 verbundene zweite Materialblock 57 ist vorzugsweise ebenfalls ringförmig ausgebildet und in radialer Richtung von einem Temperaturgradienten ΔT beeinflussbar.The one with the ring-shaped, preferably cross-sectional rectangular duct 55 connected second block of material 57 is preferably also annular and influenced in the radial direction of a temperature gradient .DELTA.T.

Am zweiten Materialblock 57 ist zur Außenwandung 56 gerichtet einendbereichsseitig eine Heißzone und anderenendbereichsseitig eine Kaltzone 66 vorhanden, wobei der Temperaturgradient ΔT in 5 zwischen den beiden unterschiedlichen Temperaturwertbereichen 65/66 im Querschnitt zum Leitungskanal 55 gerichtet vorhanden ist, wodurch ein umlaufender Stromfluss 67 querschnittsgerichtet durch die Flüssigkeit 20 und durch den zweiten Materialblock 57 hindurch vorhanden ist.On the second block of material 57 is the outer wall 56 directed a hot zone on one end area and a cold zone on the other end area 66 present, wherein the temperature gradient in .DELTA.T 5 between the two different temperature value areas 65/66 in cross-section to conduit 55 directional is present, which creates a circulating current flow 67 cross-section directed through the liquid 20 and through the second block of material 57 passes available.

Das Kanalgehäuse 55 ist ein Metall mit ausreichender elektrischer und Wärme-Leitfähigkeit, das keine Reaktion mit der Flüssigkeit 20 aufweist und von der Magnetflussdichte B durchdringbar ist.The channel box 55 is a metal having sufficient electrical and thermal conductivity, no reaction with the liquid 20 and being penetrated by the magnetic flux density B.

Der zweite Materialblock 57 kann unterbrochen sein und jeweils auch einen Blockkörper im Bereich der Magnetflussdichte B und des Temperaturgradienten ΔT darstellen.The second block of material 57 can be interrupted and also each represent a block body in the field of magnetic flux density B, and the temperature gradient .DELTA.T.

Zur Ausbildung des Temperaturgradienten ΔT ist der vorgesehene zweite Materialblock 57 im vorgesehenen Wärmeaufnahmebereich (Heißzone) 65 vorzugsweise voluminöser und massiger ausgebildet als im Wärmeabgabebereich (Kaltzone) 66.For the formation of the temperature gradient AT is the intended second material block 57 in the intended heat absorption area (hot zone) 65 preferably more voluminous and bulky than in the heat dissipation area (cold zone) 66 ,

Der zweite Materialblock 57 besteht aus einem Material, das zur Flüssigkeit 20, z. B. Gallium, eine ausreichend hohe thermoelektrische Leistung ausbildet und vorzugsweise eine Kobaltlegierung sein kann.The second block of material 57 consists of a material to liquid 20 , e.g. As gallium, forms a sufficiently high thermoelectric power, and preferably a cobalt alloy can be.

In den Bereichen der Heißzonen 65 und der Kaltzonen 66 können Temperatursensoren angeordnet sein, die in die Steuer- und Regelungseinrichtung 79 (6) eingebunden sind, die mit den Mitteln 69 (Verschiebepfeil) zur Verschiebung und/oder Verdrehung der Magneten 68 zur Änderung der Magnetflussdichte B in Verbindung steht, wobei die Mittel 69 zur Verschiebung der Magneten 68 insbesondere fest eingebrachte, lineare Motoren sein können. In der Steuer- und Regelungseinrichtung 79 ist vorzugsweise der Bordcomputer 15 enthalten.In the regions of hot zones 65 and the cold zones 66 Temperature sensors may be arranged that in the control and regulating device 79 ( 6 ) are involved with the means 69 (Displacement arrow) for displacement and / or rotation of the magnets 68 stands for changing the magnetic flux density B in combination, said means 69 to move the magnets 68 in particular can be firmly mounted, linear motors. In the control and regulating device 79 is preferably the on-board computer 15 contain.

Ist bahnbedingt keine Sonneneinstrahlung auf der Außenwandung 56 vorhanden, so können in den Bereichen der Heißzonen 65 und Kaltzonen 66 dem Leitungskanal 55 zugeordnete und schaltbare Heizelemente angeordnet sein, die zur Aufrechterhaltung bzw. Konstanthaltung des Temperaturgradienten ΔT vorgesehen sind, wobei die Heizelemente mit der Steuer- und Regeleinrichtung 79 in Verbindung stehen können.Is groundbreaking due no sunlight on the outer wall 56 available, so in the areas of the hot zones 65 and cold zones 66 the conduction channel 55 assigned and switchable heating elements can be arranged, which are provided for maintaining or maintaining the temperature gradient ΔT, the heating elements with the control and regulating device 79 may be associated.

Die Funktionsweise ist bei beiden Raumfahrzeugen 1 und 50 mit thermoelektrisch unterstützten MHD-Pumpen nahezu gleich: Die elektrisch leitende, metallische Flüssigkeit 20 ist im Leitungskanal 19, 55 eingeschlossen, der mit einem Kobaltring 27, 57 angrenzend verbunden ist. Aufgrund des unterschiedlichen Elektronenniveaus in den benachbarten Metallen 20–27, 20–57 kommt es bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten ΔT in radialer Richtung zu einem Stromfluss 67. Durch die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten 23, 24; 68 entsteht die Lorentzkraft auf die Flüssigkeit 20, die somit bewegt wird und um die vorgegebenen Achsen 17, 59 rotiert. Die resultierende Bewegung der Flüssigkeit 20 kann in ihrer Stärke durch die Intensität des Magnetfeldes, insbesondere der Magnetflussdichte B über die Verschiebung 69 der Magneten 23, 24; 68 geändert werden. Die Magneten 23, 24; 68 können z. B. durch Linearmotoren 28, 29; 69 bewegt werden.The way it works is with both spacecraft 1 and 50 with thermoelectrically MHD pumps supported almost the same: the electrically conductive metallic liquid 20 is in the cable duct 19 . 55 Included, with a cobalt ring 27 . 57 adjacent connected. Because of the different electron levels in the neighboring metals 20-27 . 20-57 If there is a temperature gradient ΔT in the radial direction, there is a current flow 67 , By the interaction with the magnetic field of the permanent magnet 23 . 24 ; 68 creates the Lorentz force on the liquid 20 Which is thus moved and around the predetermined axis 17 . 59 rotates. The resulting motion of the liquid 20 can in their strength by the intensity of the magnetic field, in particular the magnetic flux density B on the shift 69 the magnet 23 . 24 ; 68 be changed. The magnets 23 . 24 ; 68 can e.g. For example, by linear motors 28 . 29 ; 69 be moved.

In 6 ist eine schematische Darstellung des Funktionsablaufes der Lageregelung zur Stabilisierung eines Raumfahrzeuges bei Auftreten von Störmomenten T_D unter Bezugnahme auf 1 gezeigt.In 6 is a schematic representation of the operational sequence of the position control for the stabilization of a spacecraft in the event of disturbing torques T _D with reference to 1 shown.

Ein an dem ersten Raumfahrzeug 1 angreifendes Störmoment T_D bewirkt die Veränderung der Lage des ersten Raumfahrzeuges 1, das mindestens mit einer thermoelektrisch gestützten MHD-Pumpe 21, 22 arbeitet. Die Lageänderung kann mit Hilfe von Lagesensoren (z. B. Gyroskope, Sternsensoren, etc.) 70, 81 gemessen und über die zugehörigen Signal-/Versorgungsleitungen 82, 63 an den angeschlossenen Bordcomputer 15 gemeldet werden. In dem Bordcomputer 15 wird dann das für eine Lagekorrektur notwendige Stellmoment T_S über eine Vergleichsverarbeitung bestimmt. Zusammen mit den Informationen über aktuelle Temperaturgra dienten ΔT entlang des ersten Leitungskanals 19 kann der Bordcomputer 15 die Stellsignale berechnen, die an die Steuereinheiten 30, 31 und schließlich an die Linearmotoren 28, 29 der Permanentmagnete 23, 24 gesendet werden. Daraufhin wird der Abstand d der Permanentmagnete 23, 24 zum Kanalgehäuse des ersten Leitungskanals 19 geändert, wodurch die Magnetflussdichte B im Kanalquerschnitt 64 variiert werden kann. Die Magnetflussdichteänderung wiederum hat eine Änderung der Lorentzkraft und schließlich der Zirkulationsgeschwindigkeit v der Flüssigkeit 20 zur Folge. Die so durch die im ersten Leitungskanal 19 rotierende Flüssigkeit 20 hervorgerufenen Drehmomente T_S werden über die Kanalhalterungselemente 71, 72 auf das erste Raumfahrzeug 1 übertragen, um den Störmomenten T_D teilweise oder vollständig entgegenzuwirken.A first on the spacecraft 1 Attacking disturbance torque T _D changes the position of the first spacecraft 1 Comprising at least a thermo-electrically assisted MHD pump 21 . 22 is working. The change in position can be measured with the help of position sensors (e.g. gyroscopes, star sensors, etc.) 70 , 81 and via the associated signal / supply lines 82 , 63 to the connected on-board computer 15 be reported. In the on-board computer 15 that is necessary for a position correction aligning torque T _S is then determined by a comparison processing. Along with the information about current Temperaturgra served .DELTA.T along the first conduit 19 can the on-board computer 15 calculate the control signals sent to the control units 30 . 31 and finally to the linear motors 28 . 29 of permanent magnets 23 . 24 be sent. Then, the distance d of the permanent magnets 23 . 24 to the duct housing of the first duct 19 changed, causing the magnetic flux density B in the channel cross section 64 can be varied. The magnetic flux density change in turn results in a change of the Lorentz force, and finally the circulation velocity v of the liquid 20 result. The so through the first duct 19 rotating liquid 20 induced torques T _S be the channel support members 71 . 72 on the first spacecraft 1 transmitted in order to partially or completely counteract the disturbing torques T _D.

Die sechs Außenwandungen 3, 4, 5, 6, 7, 8 des ersten Raumfahrzeuges 1 werden durch verschiedene Effekte (z. B. Sonneneinstrahlung, Albedo, etc.) erwärmt bzw. abgekühlt. Über die Kontaktstellen 73 und/oder Halterungselemente 71, 72 kann der erste Leitungskanal 19 mit den Außenwandungen 3 bis 6 wärmeleitend verbunden sein. Des Weiteren existieren im Inneren des Raumfahrzeuges 1 die Heißzonen bzw. Heizelemente 11, 12, insbesondere elektrischer und elektronischer Bauteile 9, 10, bei denen sehr viel Wärme frei wird. Die Bauteile 9, 10 sind somit wärmeleitend mit dem ersten Leitungskanal 19 über den ersten Materialblock 27 (z. B. aus Kobaltlegierung bestehend) verbunden. Über die Temperatursensoren 13, 14 werden die momentanen Temperaturen erfasst und an den Bordcomputer 15 übertragen. Treten zu große Abweichungen im Temperaturgradienten ΔT über den Kanalquerschnitt 64 auf, wird die Temperatur an den Heißzonen 11, 12 – der Leistungsbaugruppen-Kontaktstellen bzw. Heizelementen – durch zusätzliches Heizen oder Inanspruchnahme weiterer inter ner Heizquellen 73 angehoben. Die Regulierung erfolgt über den Bordcomputer 15. Durch die Zirkulation der Flüssigkeit 20 durch den ersten Leitungskanal 19 wird auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung bzw. Wärmeregelung der benachbarten Außenwandungen 3 bis 8 erreicht. Weiter erfolgt ein Wärmetransport von den Heißzonen/Heizelementen 11, 12 zum Kanalgehäuse 19. Der Wärmetransport ist einerseits treibende Kraft für das Entstehen des elektrischen Feldes bzw. Stromes über dem Kanalquerschnitt 64 und sorgt andererseits für eine gewünschte Abkühlung der betreffenden Bauteile 9, 10. Damit liegt gleichzeitig eine umfassende Thermalkontrolle vor.The six outer walls 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8th of the first spacecraft 1 be different effects (eg. B. sunlight, albedo, etc.) to heat up or cool down. Via the contact points 73 and / or support members 71 . 72 can be the first conduit 19 with the outer walls 3 to 6 be thermally connected. Furthermore, inside the existing spacecraft 1 the hot zones or heating elements 11 . 12 , especially electrical and electronic components 9 . 10 where a lot of heat is released. The components 9 . 10 are thus thermally conductive with the first duct 19 on the first block of material 27 (e.g. consisting of cobalt alloy). About the temperature sensors 13 . 14 the current temperatures are recorded and to the on-board computer 15 transfer. If excessively high variations in temperature gradient .DELTA.T across the channel cross-section 64 on, the temperature at the hot zone is 11 . 12 - The power module contact points or heating elements - by additional heating or by using other internal heating sources 73 raised. The regulation is done by the onboard computer 15 , By the circulation of the liquid 20 through the first duct 19 there is also an even temperature distribution or heat control of the adjacent outer walls 3 to 8th reached. Next occurs a heat transfer from the hot zones / heating elements 11, 12 to the channel housing 19 , The heat transport is on the one hand the driving force for the creation of the electric field or current across the channel cross-section 64 and on the other hand ensures a desired cooling of the relevant components 9 . 10 , This means that comprehensive thermal control is also available.

Die Leistungsversorgung für alle benannten Bauteile 9, 10 erfolgt über eine raumfahrzeuginterne Energieversorgungseinheit 76, die durch eine Batterie 74 bzw. durch andere Stromerzeugungsanlagen gestützt wird.The power supply for all named components 9 . 10 via a spacecraft internal power supply unit 76 , By a battery 74 and is supported by other generating facilities.

Die Steuer- und Regeleinrichtung 79, zu der der Bordcomputer 15 gehört, kann zur Lageregelung vorzugsweise für die thermoelektrische Betriebsart der MHD-Pumpen einen Proportional-Integral-Regler, einen Motoren-Verschiebungsmodul, einen flüssigkeitszugeordneten Genauigkeits-Vergleichsmodul sowie einen Lage-Navigationsmodul enthalten.The control and regulating device 79 to which the on-board computer 15 belongs to the position control of the MHD pumps can proportional integral regulator, contain a engines a shift module, a liquid-associated accuracy comparison module as well as a location navigation module preferably for the thermoelectric mode.

Da der Wärmetransport nicht wie beim bekannten Wärmerohrsystem von der Konvektion abhängig ist, sondern über den flüssigkeitsgestützten Massenfluss erfolgt, kann die in den Heißzonen störende Wärme schneller zu den Kaltzonen transportiert werden. Der Einsatz von thermoelektrisch gestützen MHD-Pumpen, die im Wesentlichen unerwünschte Temperaturgradienten innerhalb der Raumfahrzeuge verwerten, kann insbesondere primär zur Lageregelung eines Raumfahrzeuges sowie gleichzeitig sekundär für die Konstanz der inneren Betriebstemperatur im Raumfahrzeug und somit kostengünstig zur Thermalkontrolle eingesetzt werden.Since the heat transport do not like the known heat pipe system depends on the convection is, but on the liquid-based mass flow in the hot zones disturbing heat faster be transported to the cold zones. The use of thermoelectric gestützen MHD pumps, substantially undesirable temperature gradients Recycle within the spacecraft, in particular, primarily for position control of a spacecraft and at the same time secondary for the constancy of the internal operating temperature in the spacecraft and therefore inexpensive for thermal control be used.

11

Erstes Raumfahrzeugfirst spacecraft

22

RaumfahrzeuggehäuseSpacecraft housing

33

Erste AußenwandungFirst outer wall

44

Zweite AußenwandungSecond outer wall

55

Dritte Außenwandungthird outer wall

66

Vierte AußenwandungFourth outer wall

77

Fünfte Außenwandungfifth outer wall

88th

Sechste AußenwandungSixth outer wall

99

Erstes Leistungsbauteilfirst power device

1010

Zweites Leistungsbauteilsecond power device

1111

Erste Heißzone/HeizelementFirst Hot Zone / heating element

1212

Zweite Heißzone/HeizelementSecond Hot Zone / heating element

1313

Erster Temperatursensorfirst temperature sensor

1414

Zweiter Temperatursenorsecond temperature Senor

1515

Bordcomputerboard computer

1616

Gierachseyaw axis

1717

Nickachsepitch axis

1818

Rollachseroll axis

1919

Erster Leitungskanalfirst duct

2020

Flüssigkeitliquid

2121

Erste MHD-PumpeFirst MHD pump

2222

Zweite MHD-PumpeSecond MHD pump

2323

Erster Magnetfirst magnet

2424

Zweiter Magnetsecond magnet

2525

Erstes Elektrodenpaarfirst electrode pair

2626

Zweites Elektrodenpaarsecond electrode pair

2727

Erster Materialblockfirst material block

2828

Erster Motorfirst engine

2929

Zweiter Motorsecond engine

3030

Erste MotorsteuerungFirst motor control

3131

Zweite MotorsteuerungSecond motor control

3232

Erste FührungsbahnFirst guideway

3333

Zweite FührungsbahnSecond guideway

3434

FlüssigkeitsgeschwindigkeitsmesserLiquid speedometer

3535

erste Versorgungs-/Signalleitungfirst Supply / signal line

3636

zweite Versorgungs-/Signalleitungsecond Supply / signal line

3737

dritte Versorgungs-/Signalleitungthird Supply / signal line

3838

vierte Versorgungs-/Signalleitungfourth Supply / signal line

3939

fünfte Versorgungs-/Signalleitungfifth supply / signal line

4040

zweiter Leitungskanalsecond duct

4141

Zweites Raumfahrzeugsecond spacecraft

4242

Dritte MHD-Pumpethird MHD pump

4343

Vierte MHD-PumpeFourth MHD pump

4444

Fünfte MHD-PumpeFifth MHD pump

4545

Sechste MHD-PumpeSixth MHD pump

4646

RotationsgeschwindigkeitsrichtungSpeed of rotation direction

4747

Permanentmagnetepermanent magnets

4848

Elektrodenanordnungelectrode assembly

4949

Isolatorinsulator

5050

Drittes Raumfahrzeugthird spacecraft

5151

Siebente MHD-Pumpeseventh MHD pump

5252

Achte MHD-PumpeEighth MHD pump

5353

Neunte MHD-PumpeNinth MHD pump

5454

Zehnte MHD-PumpeTenth MHD pump

5555

Dritter Leitungskanalthird duct

5656

Siebente Außenwandungseventh outer wall

5757

Zweiter Materialblocksecond material block

5858

Sonnenstrahlungsolar radiation

5959

Erste RaumfahrzeugachseFirst Spacecraft axis

6060

Zweite RaumfahrzeugachseSecond Spacecraft axis

6161

Dritte Raumfahrzeugachsethird Spacecraft axis

6262

Thermoelektrische Einheitthermoelectric unit

6363

Siebente Signal-/Versorgungsleitungseventh Signal / supply line

6464

KanalquerschnittsebeneChannel cross-sectional plane

6565

Dritte Heißzonethird hot zone

6666

Erste KaltzoneFirst cold zone

6767

Stromflusscurrent flow

6868

Permanentmagnetpermanent magnet

6969

Verschiebungsrichtungshift direction

7070

Erste LagesensorenFirst position sensors

7171

Erstes Halterungselementfirst supporting member

7272

Zweites Halterungselementsecond supporting member

7373

Kontaktstellecontact point

7474

Batteriebattery

7575

Interne Heizquelleninternal heating sources

7676

EnergieversorgungseinheitPower supply unit

7777

Erstes Befestigungsmittelfirst fastener

7878

Zweites Befestigungsmittelsecond fastener

7979

Steuer- und RegelungseinrichtungTax- and control means

8080

LorentzkraftrichtungLorentz force direction

8181

Zweiter Lagesensorsecond position sensor

8282

Achte Signal-/VersorgungsleitungEighth Signal / supply line

8383

Gerätdevice

8484

Vierte HeißzoneFourth hot zone

vv

Rotationsgeschwindigkeitrotation speed

II

Stromelectricity

BB

MagnetflussdichteMagnetic flux density

T_S T _S

Drehimpuls/StellmomentAngular momentum / righting moment

RR

Radius des Leitungskanalsradius the duct

hH

Höhe des LeitungskanalsHeight of the duct

bb

Breite des Leitungskanalswidth the duct

T_D T _D

StörmomentDisturbing torque

ΔT.DELTA.T

Temperaturgradienttemperature gradient

SS

SüdpolSouth Pole

NN

NordpolNorth Pole

MM

Motorengine

ωω

Umdrehung/ZeiteinheitRevolution / unit time

F_L F _L

LorentzkraftLorentz force

Claims (25)

Raumfahrzeug mit einer Einrichtung zur Lageregelung, enthaltend mindestens ein Drehimpulse erzeugendes Mittel zur Stabilisierung der Lage auf einer vorgegebenen orbitalen Bahn, wobei die Lage wahlweise zumindest an einer vorgegebenen Raumfahrzeugachse ausrichtbar ist, sowie mindestens eine übergeordnete Steuer- und Regelungseinrichtung, die mit Lagesensoren in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Lageregelung als Drehimpulse erzeugendes Mittel mindestens ein ringförmiges Leitungskanalsystem (19; 40; 55) mit einer darin befindlichen, kanaldurchströmenden Flüssigkeit (20) aufweist, die zumindest elektrisch leitend und magnetisch beeinflussbar ist, wobei dem Leitungskanalsystem (19; 40; 55) mindestens eine magnetohydrodynamische (MHD-)Pumpe (21, 22; 42, 43, 44, 45; 51, 52, 53, 54) zur Rotation der Flüssigkeit (20) derart zugeordnet ist, dass zur Lageregelung Drehimpulse um mindestens eine der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen (16, 17, 18; 59, 60, 61) erzeugbar sind.Space vehicle having a device for position control, comprising at least one rotational pulse generating means for stabilizing the position at a predetermined orbital path, the position is selectively alignable at least at a given spacecraft axis, and at least one superordinate control and regulating device which is connected to position sensors in conjunction characterized in that the device generating the position control means as the rotation pulses at least one annular duct system ( 19 ; 40 ; 55 located) with a fact liquid flowing through channel ( 20 has) which is at least electrically conducting and magnetically influenced, wherein the duct system ( 19 ; 40 ; 55 ) At least one magneto-hydrodynamic (MHD) pump ( 21 . 22 ; 42 . 43 . 44 . 45 ; 51 . 52 . 53 . 54 ) For rotation of the liquid ( 20 is) assigned such that for position control rotational pulses by at least one of the predetermined spacecraft axes ( 16 . 17 . 18 ; 59 . 60 . 61 ) can be generated. Raumfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (20) derart Wärme leitend und speichernd ist, dass das flüssigkeitsgefüllte Leitungskanalsystem (19; 40; 55) wahlweise zur Wärmeregelung einsetzbar ist.Spacecraft according to claim 1, characterized in that the liquid ( 20 ) Is conductive and such heat retentive that the fluid-filled line channel system ( 19 ; 40 ; 55 can be used) optionally, for heat control. Raumfahrzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kanaldurchströmende Flüssigkeit (20) metallischer Art, insbesondere flüssiges, metallisches Gallium oder eine Galliumlegierung oder eine salzlösungsartige Flüssigkeit darstellt.A spacecraft according to claim 1 and 2, characterized in that the channel through-flowing liquid ( 20 ) metallic type, in particular liquid, metallic gallium or a gallium alloy or a saline-like liquid. Raumfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (20) eine Temperatur aufweist, die angepasst im Bereich unterhalb der durchschnittlichen Betriebstemperatur im Raumfahrzeuggehäuse (2) liegt.A spacecraft according to claim 3, characterized in that the liquid ( 20 Having) a temperature adjusted in the range below the average operating temperature in the spacecraft body ( 2 ) lies. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungskanalsystem (19; 40; 55) mindestens einen Leitungskanal mit einem geschlossenen Hohlringmantel als Kanalgehäuse, vorzugsweise einen Stahlrohrring enthält.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the duct system ( 19 ; 40 ; 55 ) At least a duct having a closed hollow annular casing as a duct housing, preferably a tubular steel ring contains. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungskanalsystem (19; 40; 55) mindestens einen hohlringförmigen Leitungskanal aufweist, dessen Drehmo ment-Achse vorzugsweise mit einer der vorgegebenen Raumfahrzeugachsen (16, 17, 18; 59, 60, 61), insbesondere mit der Gier-, Nick- oder Rollachse (16; 17; 18) übereinstimmt.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that the duct system ( 19 ; 40 ; 55 ) has at least one hollow annular duct, the torque axis preferably with one of the predetermined spacecraft axes ( 16 . 17 . 18 ; 59 . 60 . 61 ), especially with the yaw, pitch or roll axis ( 16 ; 17 ; 18 ) matches. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlringförmige Leitungskanal (19; 40; 55) querschnittmäßig rund, oval, quadratisch oder rechteckig ist.A spacecraft according to at least one of preceding claims, characterized in that the hollow annular duct ( 19 ; 40 ; 55 is) cross-sectionally round, oval, square or rectangular. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer vorgegebenen Raumfahrzeugachse (16, 17, 18; 59, 60, 61) mehrere Leitungskanäle axial übereinander und/oder radial ineinander angeordnet sind.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that for a given spacecraft axis ( 16 . 17 . 18 ; 59 . 60 . 61 ) Axially over each other a plurality of line channels and / or are arranged radially in one another. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer MHD-Pumpe (21, 22; 42 bis 45; 51 bis 54) mindestens ein vom Leitungskanal (19; 40; 55) beabstandet angeordneter Magnet (23, 24; 47; 68), dessen Magnetflussdichte (B) den Leitungskanal (19; 40; 55) querschnittgerichtet zumindest mit einer senkrecht gerichteten Magnetflussdichte-Komponente durchdringt, und mindestens ein Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes, dessen Kanaldurchgang querschnittgerichtet senkrecht zum Leitungskanal (19; 40; 55) und zugleich senkrecht zu der Magnetflussdichte (B) gerichtet ausgebildet ist, gehören, die derart angeordnet sind, dass längs des Leitungskanals (19; 40; 55) eine die Flüssigkeit (20) antreibende Kraft vorhanden ist.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that an MHD pump ( 21 . 22 ; 42 to 45 ; 51 to 54) from the at least one duct ( 19 ; 40 ; 55 ) spaced magnet ( 23 . 24 ; 47 ; 68 ), whose magnetic flux density (B) 19 ; 40 ; 55 ) Directed cross-section with at least one vertically directed magnetic flux density component penetrates, and at least one means for generating an electric current whose channel passage cross-section directed perpendicular to the conduit ( 19 ; 40 ; 55 ) and at the same time is directed perpendicular to the magnetic flux density (B), which are arranged such that along the conduit ( 19 ; 40 ; 55 ) Is a liquid ( 20 ) Driving force is present. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete bzw. die Magnetanordnung (23, 24; 47; 68) einer MHD-Pumpe (21, 22; 42 bis 45; 51 bis 54) Permanentmagnete und/oder Elektromagnete sind.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that the magnets and the magnet arrangement ( 23 . 24 ; 47 ; 68 ) a MHD pump ( 21 . 22 ; 42 to 45; 51 to 54) are permanent magnets and / or electromagnets. Raumfahrzeug nach nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes in der MHD-Pumpe (41 bis 45) mindestens ein von einer vorhandenen elektrischen Energieversorgungseinheit (76) gespeistes Elektrodenpaar (48) aufweist, dessen Elektroden, sich jeweils gegenüberliegend, in den Wandungen des Leitungskanals (40) eingebracht sind und mit der Flüssigkeit (20) derart in Verbindung stehen, dass im Betrieb quer zum Leitungskanal (40) und durch die Flüssigkeit (20) hindurch ein Stromfluss vorhanden ist.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means for generating an electrical current in the MHD pump ( 41 to 45 ) At least one electrical from an existing energy supply unit ( 76 ) fed pair of electrodes ( 48 Having) the electrodes of which, in each case opposite, in the walls of the duct ( 40 ) Are introduced, and with the liquid ( 20 ) Are connected in such a way that in operation transverse to the duct ( 40 ) And the liquid ( 20 ) there is a current flow through it. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (23; 24) einer MHD-Pumpe (21; 22) von den Wandungen des Leitungskanals (19) beabstandet sind und in Führungsbahnen (32; 33) zum Leitungskanal (19) bewegbar angeordnet sind, wobei der jeweilige Abstand (d) zum Leitungskanal (19) durch vorhandene Mittel (28, 30; 29, 31) zum Verschieben oder Verdrehen der Magnete in der zugehörigen Führungsbahn (32; 33) variierbar ist.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that the magnets ( 23 ; 24 ) a MHD pump ( 21 ; 22 ) from the walls of the conduit ( 19 ) Are spaced apart and in guideways ( 32 ; 33 ) to the trunking ( 19 ) are arranged movable, wherein the respective distance (d) to the duct ( 19 ) By known means ( 28 . 30 ; 29 . 31 ) For displacement or rotation of the magnets in the associated guideway ( 32 ; 33 ) is variable. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungskanal (19; 55) zumindest teilweise mit mindestens einer Wärme aufnehmenden Außenwandung (3) des Raumfahrzeuggehäuses (2) und/oder eines oder mehrerer Baugruppenkomplexe/Geräte (83) und/oder Bauelemente (9, 10) innerhalb des Raumfahrzeuggehäuses (2) in Verbindung steht.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the conduit ( 19 ; 55 ) At least partially receiving at least one heat outer wall ( 3 ) Of the spacecraft body ( 2 ) And / or one or more complexes assemblies / devices (83) and / or components ( 9 . 10 ) Within the spacecraft body ( 2 ) is connected. Raumfahrzeug nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der MHD-Pumpe (21, 22; 51 bis 54) als Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Stromes (67) innerhalb eines Leitungskanals (19; 55) eine thermoelektrische Einheit (62) vorgesehen ist, das aus dem Leitungskanal (19; 55), der Flüssigkeit (20) und einem Materialblock (27; 57) besteht, wobei der Materialblock (27;57) mit dem Leitungskanal (19; 55) verbunden ist, elektrisch und Wärme leitend sowie gegenüber der Flüssigkeit mit einer thermoelektrischen Leistung derart ausgebildet ist, dass bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten (ΔT) innerhalb des Materialblockes (27; 57) der Stromfluss (67) in der Kanalquerschnittsebene (64) durch die Flüssigkeit (20) hindurch erreichbar ist.Spacecraft according to claim 1 to 13, characterized in that in the MHD pump ( 21 . 22 ; 51 to 54 ) As a means for generating an electric current ( 67 ) Within a duct ( 19 ; 55 ) a thermoelectric unit ( 62 is provided) consisting of the duct ( 19 ; 55 ), The liquid ( 20 ) And a block of material ( 27 ; 57 ), whereby the material block ( 27 ; 57 ) With the duct ( 19 ; 55 is) connected electrically and heat is conductive and formed from the liquid with a thermoelectric power in such a manner that in the presence of a temperature gradient (.DELTA.T) within the block of material ( 27 ; 57 ) Of the current flow ( 67 ) In the channel cross-sectional plane ( 64 ) Through the liquid ( 20 ) can be reached through. Raumfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Materialblock (57) eine einendbereichsseitige Heißzone (65) und eine anderenendbereichsseitige Kaltzone (66) vorhanden sind und dass zwischen den beiden Temperaturwertbereichen (65, 66) im Querschnitt zum Leitungskanal (55) gerichtet ein Temperaturgradient (ΔT) vorhanden ist, wodurch ein umlaufender Stromfluss (67) querschnittsgerichtet durch die Flüssigkeit (20) und durch den Materialblock (57) hindurch vorhanden ist.A spacecraft according to claim 14, characterized in that the block of material ( 57 ) a hot zone on the one-end area ( 65 ) And a cold zone anderenendbereichsseitige ( 66 are present) and that between the two temperature ranges of information ( 65 . 66 ) In cross-section to conduit ( 55 directed) a temperature gradient (.DELTA.T) is provided, whereby a circumferential current flow ( 67 ) Cross-section directed through the liquid ( 20 ) and through the block of material ( 57 ) Therethrough is provided. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalgehäuse des Leitungskanals (19; 40; 55) ein Metall mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit ist, das keine Reaktion mit der Flüssigkeit aufweist und von der von den Magneten (23, 24; ; 68) ausgehenden Magnetflussdichte (B) durchdringbar ist.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that the channel housing of the duct ( 19 ; 40 ; 55 Is) a metal having sufficient electrical conductivity and thermal conductivity having no reaction with the liquid and that of the magnets ( 23 . 24 ; ; 68 ) Outgoing magnetic flux density (B) can be penetrated. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einer MHD-Pumpe (21, 22; 51 bis 54) zugeordnete Materialblock (27; 57) einen Blockteil darstellt.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the one MHD pump ( 21 . 22 ; 51 to 54 ) assigned material block ( 27 ; 57 ) represents a block part. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Ausbildung des Temperaturgradienten (ΔT) vorgesehene Materialblock (27; 57) im vorgesehenen Wärmeaufnahmebereich (Heißzone) (65) voluminöser und massiger ausgebildet ist als im Wärmeabgabebereich (Kaltzone) (66) .Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the block of material provided for forming the temperature gradient (ΔT) ( 27 ; 57 ) In the provided heat receiving area (hot-zone) ( 65 ) Is formed of bulky and massive than in the heat-dissipating area (cold area) ( 66 ). Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer thermoelektrischen Einheit einer MHD-Pumpe (21, 22) der dem ringförmigen, vorzugsweise querschnittsmäßig rechteckigen Leitungskanal (19; 55) zugeordnete Materialblock (27; 57) vorzugsweise zusammenhängend ringförmig ausgebildet ist und in radialer Richtung von einem örtlichen Temperaturgradienten (ΔT) beeinflussbar ist.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, in that a thermoelectric unit of an MHD pump ( 21 . 22 ) the ring-shaped, preferably cross-sectionally rectangular duct ( 19 ; 55 ) assigned material block ( 27 ; 57 is formed preferably) contiguous annular and can be influenced in a radial direction by a local temperature gradient (.DELTA.T). Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialblock (27; 57) aus einem Material besteht, das zur Flüssigkeit (20) eine hohe thermoelektrische Leistung ausbildet und vorzugsweise eine Kobaltlegierung ist.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the block of material ( 27 ; 57 ) Is made of a material to liquid ( 20 ) forms a high thermoelectric power and is preferably a cobalt alloy. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen der Heißzonen (11, 12) und der Kaltzonen Temperatursensoren (13, 14) angeordnet sind, die in die Steuer- und Regelungseinrichtung (79) integriert sind, die mit den Mitteln (28, 30; 29, 31; 69) zur Verschiebung und/oder Verdrehung der Magneten (23, 24; 47; 68) zur Änderung der Magnetflussdichte (B) in Verbindung steht.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that in the areas of the hot zones ( 11 . 12 ) and the cold zone temperature sensors ( 13 . 14 ) are arranged in the control and regulating device ( 79 ) Are integrated with the means ( 28 . 30 ; 29 . 31 ; 69 ) For the displacement and / or rotation of the magnets ( 23 . 24 ; 47 ; 68 ) Is related to the change of the magnetic flux density (B). Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verschiebung der Magneten insbesondere lineare Motoren (28, 29) sind, die fest eingebaut sind.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, wherein the means for displacement of the magnet particularly linear motors ( 28 . 29 ) that are permanently installed. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen der Heißzonen (11, 12) und Kaltzonen dem Leitungskanal (19) zugeordnete Heizelemente (73) angeordnet sind, die zur Aufrechterhaltung bzw. Konstanthaltung des Temperaturgradienten (ΔT) vorgesehen sind, wobei die Heizelemente zur Steuer- und Regelungseinrichtung (79) gehören.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that in the areas of the hot zones ( 11 . 12 ) and cold zones the line duct ( 19 ) assigned heating elements ( 73 ) are arranged, which are provided to maintain or maintain a constant temperature gradient (.DELTA.T), wherein the heating elements to the control and regulating device ( 79 ) belong. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regelungseinrichtung (79) für die Lageregelung vorzugsweise für die thermoelektrische Betriebsart einen Proportional-Integral-Regler, einen Motoren-Verschiebungsmodul, einen flüssigkeitszugeordneten Genauigkeits-Vergleichsmodul sowie einen Lage-Navigationsmodul enthält.A spacecraft as claimed in any one of the preceding claims, that the control and regulating device ( 79 ) For the position control, preferably for the thermoelectric mode includes a proportional-integral regulator, a displacement engine module, a liquid-associated accuracy comparison module as well as a location navigation module. Raumfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Lageregelung, insbesondere die durch eine MHD-Pumpe (21, 22; 42 bis 45; 51 bis 54) angetriebene, Drehimpulse (T_S) erzeugende Flüssigkeit (20) in dem hohlringförmigen Leitungskanal (19; 40; 55) mit wahlweise feldveränderlichen elektrischen und magnetischen Elementen gleichzeitig zum Wärmetransport, zur Wärmerege lung und somit zur Thermalkontrolle innerhalb des Raumfahrzeuggehäuses (2) einsetzbar ist.Spacecraft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device for position control, in particular by an MHD pump ( 21 . 22 ; 42 to 45 ; 51 to 54 ) Driven, rotational pulses (T _S) generating liquid ( 20 ) In the hollow ring-shaped duct ( 19 ; 40 ; 55 ) Simultaneously, lung with optional field varying electric and magnetic elements for heat transfer to heat Rege and thus to thermal control within the spacecraft body ( 2 ) can be used.