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Raumfahrt

Chinas zweites Weltraumlabor "Tiangong-2" startete am 15. September 2016 mit «POLAR», dem einzigen nicht-chinesischen Experiment an Bord.

 

 

 

«POLAR» im Weltraum

«POLAR» erstes Foto an Bord "Tiangong-2"

«POLAR» Low Voltage Power Supply (LVPS)

«POLAR» Hgh Voltage Power Supply (HVPS)

«POLAR» Gamma Ray Burst Polarimeter

Kunde: European Space Agency (ESA)

Obwohl 1960 entdeckt, sind Gamma Ray Bursts (GRBs) immer noch voller Geheimnisse und der Entstehungsmechanismus dieser sehr intensiven Explosionen ist weiterhin unbekannt. Um bestehende Modelle zu validieren oder auszuschließen, ist eine genaue Messung der Polarisation des GRB erforderlich.

«POLAR» ist ein hochempfindlicher Detektor der den Compton-Streuungs-Effekt nutzt, um die Polarisation der einfallenden Photonen zu messen. Mit seinem großen Sichtfeld und einer Detektionsenergie bis 500 keV wird er eingesetzt, um die Polarisation der GRB-Emissionen mit Hilfe von niedrigen Z-Material Kunststoff-Szintillatoren, Multimode-Photomultiplier und Multi-Channel-ASIC-Front-End-Elektronik zu messen.

«POLAR» sollte zwei bis drei Jahre im Betrieb sein, während derer eine große Anzahl von GRBs gemessen werden soll.

Unser Beitrag

Der Bau des «POLAR» Detektors, dem einzigen nicht-chinesischen Experiment an Bord des chinesischen Raumlabors "Tiangong-2", wurde von einem internationalen Kooperationsprojekt durchgeführt mit Beiträgen aus China, Frankreich, Polen und der Schweiz. Der Aufgaben- u Verantwortungsbereich von Art of Technology umfasst insbesondere:

  • Machbarkeitsstudie: die Untersuchung des Designs der vorhandenen Frontend-Elektronik in Bezug auf Fragen im Zusammenhang mit Raumfahrtanwendungen, um mögliche Konstruktionsfehler oder Schwachstellen zu identifizieren und Empfehlungen, um die Zuverlässigkeit der Herstellung und des Gesamtsystems zu erhöhen.
  • Hochspannungs-Stromversorgung (HVPS): System Reverse Engineering von Breadboard, System Re-Design, Entwicklung und Herstellung der Hochspannungsversorgung mit 26 einstellbaren Stromquellen auf 3 Prints mit 300 bis 500 Komponenten pro Platte (300 mm x 60 mm, 6 Lagen ).
  • Niederspannungs-Stromversorgung (LVPS): System Machbarkeitsstudie, Design, Entwicklung und Herstellung von Niederspannungsstromversorgung (LVPS) mit 82 schaltbaren Stromquellen auf 2 Prints mit 800 - 1'300 Komponenten pro Platte (300 mm x 60 mm, 8 Lagen).
  • Component Beschaffung und Produktion der EQM, QMs und FM.

NETLANDER™ in entfalteter Konfiguration

NETLANDER™ SEISmometer

«SEIS-EL» Seismometer-Elektronik

Kunde: Contraves AG

Die NETLANDERTM Mission plante vier identische Lander zur Oberfläche des Mars zu schicken, um simultane Messungen der inneren Struktur des Mars, dessen Untergrund und Atmosphäre durchzuführen.

Um die Missionsziele in Bezug auf innere Struktur, Untergrund, Atmosphäre und Ionosphäre des Mars zu erfüllen, wurde jeder der 4 Lander mit einer Nutzlast von neun Instrumenten ausgerüstet. Mit einer Masse der Lander beschränkt auf 22 kg (davon nur 5,2 kg für wissenschaftliche Instrumente) war das Ziel, mögliche Senkungen (Masse, Volumen und Kosten) zu schätzen und eine Empfehlung für den am besten geeigneten Ansatz und die beste Technologie zu liefern.

Unser Beitrag

Die Seismometer-Elektronik steuert die Beine der Messkugeln, die internen seismischen Instrumente und eine Vielzahl von Sensoren. Art of Technology untersuchte in einer Machbarkeitsstudie und technologischen Auswertung die Haupt- und Hilfssteuerungen und die Motorantriebselektronik für die Seismometer-Elektronik, einschliesslich:

  • SEIS-MC- u. SEIS-AC-Module einschliesslich Systemanalyse
  • Rezension der kritischen Eigenschaften
  • Bewertung der High Density Packaging (HDP) Technologien
  • Miniarturisations-Potenzial & Komponentenverfügbarkeit prüfen
  • ASIC Technologien für die Implementierung (digitaler) Schaltkreise
  • erreichbare Masse, Volumen & Energie für die FM-Schaltungen
  • Analyse der Entwicklungs- u. Qualifizierungskosten für FM-Modelle

Der Solar Orbiter bietet Platz für In-situ- und Fernerkundunginstrumente mit einer Gesamtnutzlastmasse von 180 kg.

Das STIX-Röntgenteleskop bestehend aus dem "Imager" (links) und dem Detektormodul (rechts). (Bild: FHNW)

«STIX» Detektor-Elektronikmodul

Kunde: Almatech Sàrl

Art of Technology hat zusammen mit dem Hauptauftragnehmer Almatech einen Vertrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) für die Konzeption, Entwicklung, Herstellung und Lieferung eines Detektor-Elektronikmoduls (DEM) erhalten. Dieses Modul wird in einem Spectrometer-Teleskop für Röntgenstrahltomographie «STIX» verwendet, ein Schweizer Experiment (eines von zehn) an Bord des Solar Orbiters, dessen Start in 2018 geplant ist.

Die Solar Orbiter-Mission soll die zentrale Frage der Heliophysik beantworten: Wie erzeugt und steuert die Sonne die Hemisphäre?

Die Raumsonde wird sich der Sonne bis auf 45 Millionen Kilometer nähern (¼ der Entfernung zwischen Erde und Sonne) näher als jede andere zuvor und wird sich mit der Sonne drehen, wodurch ein bestimmter Teil der Oberfläche für längere Zeiträume ohne Unterbrechung beobachtet werden kann. Dies ermöglicht neue Einblicke in die Aktivitäten der Sonne und ihre Auswirkungen auf die Erde, z.B. bessere Vorhersage der hochenergetischen Teilchen, die Anlagen wie Radio- und Satelliten-Kommunikation auf der Erde stören können.

Das Röntgenteleskop «STIX», entwickelt und unter der Leitung der Fachhochschule Nordwestschweiz gebaut, wird Beobachtungen der Sonne mit bisher unerreichter Schärfe und direkte Messungen der Sonnenwinde und geladenen Teilchen in der Nähe ihres Entstehungsorts ermöglichen. Die neue Umlaufbahn erlaubt zum ersten Mal, die Polarregionen der Sonne zu studieren.

Ziel des «STIX» Experiments ist, zum Verständnis der Mechanismen hinter der Beschleunigung von Elektronen an der Sonne und deren Transport in den interplanetaren Raum beizutragen.

Das STIX-Instrument spielt eine Schlüsselrolle bei der Verknüpfung von Fernerkundungs- und In-situ-Beobachtungen im Solar Orbiter mit Imaging-Spektroskopie von thermischer und nicht-thermischer Röntgenstrahlung der Sonne. Diese geben quantitative Informationen über den Zeitpunkt, den Ort, die Intensität und das Spektrum beschleunigter Elektronen und Hochtemperatur-Plasmen, die meist mit Flares oder Mikro-Flares in der Sonnenkorona und Chromosphäre in Verbindung stehen.