ITN Stardust

Arbeitspaket Nahbereichsnavigation und Manipulation von Weltraumschrott und Asteroiden

Das ITN Stardust Projekt ist ein EU-weites Programm, das vom Marie Curie Initial Training Network (ITN) des siebten Rahmenprogramms (RP7) der Europäischen Union gefördert wird. Es soll Europa mit einer ersten Generation von Entscheidungsträgern, Ingenieuren und Wissenschaftlern versorgen, welche die Kenntnisse und Fähigkeiten haben, um das Asteroiden und Weltraumschrott-Problem jetzt und in der Zukunft anzugehen. Das übergeordnete Ziel dieses Netzwerks ist es, Forscher auszubilden, die Techniken entwickeln um Asteroiden und Weltraumschrott zu überwachen, zu entfernen, abzulenken und zu erschließen, so dass sie in einem realen Szenario angewendet werden können. Die Forscher des DFKI werden in dem Bereich der aktiven Entfernung und Ablenkung tätig sein und sich im Speziellen mit der Nahbereichsnavigation und Manipulation von Weltraummüll und Asteroiden befassen.

Laufzeit: 01.02.2013 bis 31.01.2017
Zuwendungsempfänger: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
Fördergeber: Europäische Union
Siebtes Rahmenprogramm der Europäischen Union
Marie Curie Training Network
Förderkennzeichen: EU Finanzierung, Marie Curie Training Network, Förderkennzeichen 317185
Partner: University of Strathclyde, Universitá di Roma Tor Vergata, Universitá di Pisa, University of Southampton, Universidad Politécnica de Madrid, Astronomical Observatory, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Dinamica, DEIMOS Space S.L.U., European Space Agency, Centre National de la Recherche Scientifique, Astrium Ltd, Telespazio
Anwendungsfelder: Weltraumrobotik
Verwandte Projekte: Inveritas
Innovative Technologien zur Relativnavigation (-bewegung) und Capture mobiler autonomer Systeme (05.2009- 03.2012)
RTES-TA
Robotische Technologien zur Entsorgung von Weltraumschrott (10.2012- 03.2013)
Verwandte Software: MARS
Machina Arte Robotum Simulans
MARS
Machina Arte Robotum Simulans

Projektdetails

Hintergrund und Motivation des Projekts:

Asteroiden und Weltraumschrott stellen eine erhebliche Gefahr für die Raumfahrt sowie die Erde selbst dar. In den letzten Jahren ist deutlich geworden, dass die zunehmende Anhäufung von Weltraumschrott zu katastrophalen Folgen in der nahen Zukunft führen könnte. Im gleichen Moment bieten Asteroiden derzeit ungenutzte Potenziale.

Das Kesslersyndrom (ein Szenario, in dem die Dichte des erdnahen Weltraumschrotts derart hoch ist, dass eine Kollision eine Kettenreaktion auslösen kann) ist heute realistischer als 1978, dem Zeitpunkt der ersten Vorstellung in wissenschaftlichen Kreisen. Obwohl statistisch weniger wahrscheinlich, würde ein Asteroideneinschlag verheerende Folgen für unseren Planeten haben. Ein Zusammenstoß mit einem Asteroiden von großem (~ 10 km) bis mittlerem (~ 300 m) Durchmesser ist zwar unwahrscheinlich, jedoch keinesfalls unbedenklich, wie der jüngste Fall des Asteroiden Apophis gezeigt hat. Desweiteren wird erwartet, dass Zusammenstöße mit kleineren Objekten (zwischen 10 m bis 100 m Durchmesser) häufiger auftreten und proportional gesehen ähnlich gefährlich für die Erde und Raumfahrt sind.

Asteroiden und Weltraumschrott haben eine Reihe von Gemeinsamkeiten: Beide sind unkontrollierte Objekte, deren Umlaufbahn gegenüber einer Reihe von Störungen anfällig sind, beide haben eine unregelmäßige Form und eine ungewisse Positionsbewegung. Sie bestehen aus inhomogenen Materialien, die unerwartet auf einen Ablenkungsversuch reagieren können. Für beide gilt, dass eine genaue Bahnbestimmung erforderlich ist und sie müssen entfernt werden bevor sie mit etwas - für uns Wertvollem - kollidieren.

Die Beobachtung, Manipulation und Entsorgung von Weltraumschrott und Asteroiden stellen eine der größten Herausforderungen für die moderne Raumfahrttechnologie dar. Es handelt sich um ein wichtiges wissenschaftliches und kommerzielles Vorhaben für die Zukunft, um den Weltraum und die Erde zu schützen. Eine so bedeutende multidisziplinäre technische Herausforderung, mit realem gesellschaftlichem Nutzen für die Zukunft stellt ein überzeugendes Thema für ein Ausbildungsnetzwerk dar.

Beschreibung des Arbeitspakets:

Die Forschung am DFKI im Rahmen des Projekts, konzentriert sich auf die Analyse und Entwicklung von Technologien und Techniken für die aktive Beseitigung von Weltraumschrott und Asteroiden.


Weitere Informationen finden Sie auch auf der Hauptwebseite des Projekts: http://www.stardust2013.eu/

Publikationen

2022

Characterization and Capture of Space Debris Objects Using Domain Ontology and Optimal Control
Marko Jankovic
Universität Bremen, Bremen, Germany, Apr/2022. Universität Bremen.

2020

Space debris ontology for ADR capture methods selection
Marko Jankovic, Mehmed Yüksel, Mohammad Mohammadzadeh Babr, Francesca Letizia, Vitali Braun
In Acta Astronautica, Elsevier Ltd., volume n.n., pages 56-68, Apr/2020.

2018

Trajectory generation method for robotic free-floating capture of a non-cooperative, tumbling target
Marko Jankovic, Frank Kirchner
In Stardust Final Conference: Advances in Asteroids and Space Debris Engineering and Science, 31.10.-03.11.2016, Noordwijk, Springer International Publishing AG, series Astrophysics and Space Science Proceedings Series, volume 52, Feb/2018. ISBN: 978-3-319-69955-4.
Taxonomy of LEO space debris population for ADR capture methods selection
Marko Jankovic, Frank Kirchner
In Stardust Final Conference: Advances in Asteroids and Space Debris Engineering and Science, 31.10.-3.11.2016, Noordwijk, Springer International Publishing AG, series Astrophysics and Space Science Proceedings Series, Feb/2018. ISBN: 978-3-319-69955-4.

2016

Fast approximators for optimal low-thrust hops between main belt asteroids
Daniel Hennes, Dario Izzo, Damon Landau
In Proceedings of the 2016 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence, (SSCI-2016), 06.12.-09.12.2016, Athen, IEEE, Dec/2016.
Taxonomy of LEO Space Debris Population for ADR Selection
Marko Jankovic, Frank Kirchner
In Proceedings of the 67th International Astronautical Congress, (IAC-2016), 26.9.-30.9.2016, Guadalajara, International Astronautical Federation (IAF), pages 1-15, Sep/2016.
Control analysis for a contactless de-tumbling method based on eddy currents: problem definition and approximate proposed solutions
Natalia Ortiz Gómez, Scott J.I. Walker, Marko Jankovic, Juan Manuel Romero Martin, Frank Kirchner, Massimilano Vasile
In AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, (AIAA SciTech-2016), 04.1.-08.1.2016, San Diego, California, o.A., pages 1-25, Jan/2016. American Institute of Aeronautics and Astronautics. ISBN: DOI: 10.2514/6.2016-0642.
Lasers for Asteroid and Debris Deflection
Marko Jankovic, Nicolas Thiry, Pierre Bourdon
Editors: Massimiliano Vasile, Edmondo Minisci
In Asteroid and Space Debris Manipulation: Advances from the Stardust Research Network, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc, pages 291-328, Jan/2016. ISBN: 978-1-62410-323-0.
Robotic Active Debris Removal and On-Orbit Servicing
Marko Jankovic, Jan Paul
Editors: Massimiliano Vasile, Edmondo Minisci
In Asteroid and Space Debris Manipulation: Advances from the Stardust Research Network, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., pages 329-372, Jan/2016. ISBN: 978-1-62410-323-0.

2015

Agora: Mission to demonstrate technologies to actively remove Ariane rocket bodies
Kartik Kumar, Marko Jankovic, Natalia Ortiz G, Juan Manuel Romero Martin, Francesco Topputo, Scott Walker, Frank Kirchner, Massimiliano Vasile
In Proceedings of the International Astronautical Congress (IAC 2015), (IAC-2015), 12.10.-16.10.2015, Jerusalem, International Astronautical Federation (IAF), pages 1-16, Oct/2015.
GNC architecture for autonomous robotic capture of a non-cooperative target: Preliminary concept design
Marko Jankovic, Jan Paul, Frank Kirchner
In Advances in Space Research, Elsevier B.V., volume 57, number 8, pages 1715-1736, May/2015.
Spacecraft Concept for Active De-Tumbling and Robotic Capture of Ariane Rocket Bodies
Marko Jankovic, Kartik Kumar, Natalia Ortiz Gómez, Juan Manuel Romero Martin, Frank Kirchner, Francesco Topputo, Scott Walker, Massimiliano Vasile
In Proceedings of Advanced Space Technologies in Robotics and Automation-ASTRA 2015, 11.5.-13.5.2015, Noordwijk, European Space Agency (ESA), May/2015. European Space Agency (ESA).
Robotic System for Active Debris Removal: Requirements, State-of-the-Art and Concept Architecture of the Rendezvous and Capture (RVC) Control System
Marko Jankovic, Kartik Kumar, Natalia Ortiz Gomez, Juan Manuel Romero Martin, Frank Kirchner, Francesco Topputo, Scott J. I. Walker, Massimiliano Vasile
In 5th CEAS Air & Space Conference Proceedings, (CEAS-2015), 07.9.-11.9.2015, Delft, Council of European Aerospace Societies (CEAS), pages 1-15, 2015.

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zuletzt geändert am 04.01.2024