DE102020111232B3

DE102020111232B3 - Elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran, Raumfahrzeug-Spuleinrichtung sowie Verfahren zum Entpacken einer elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran

Info

Publication number: DE102020111232B3
Application number: DE102020111232.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Spietz; Patric Seefeldt; Rico Jahnke
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2040-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16), die eine dreieckige roll- und faltbare Membran (8) sowie ein Leitungsnetz (15) aufweist. Das Leitungsnetz (15) verfügt über eine Sammelleitung (19, 20) und von der Sammelleitung (19, 20) abzweigende Zweigleitungen (17, 18). Zweigleitungsabschnitte (22) der Zweigleitungen (17, 18) erstrecken sich parallel zu einer Hauptachse (14) entlang der Membran (8). Freie Zweigleitungsabschnitte (21) der Zweigleitungen (17, 18) und die Sammelleitung (19, 20) erstrecken sich neben einem Seitenrand der Membran (8). In einem gepackten Zustand der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) ist die Membran (8) sukzessive parallel zur Hauptachse (14) auf beiden Seiten der Hauptachse (14) zu zwei Membranfaltenstapeln hin- und hergefaltet. Die beiden Membranfaltenstapel sind dann entlang der Hauptachse (14) zu einem Membranstapel gefaltet, in dem die Membranfaltenstapel voneinander weg weisen. Schließlich ist der Membranstapel von einer Spitze in Richtung einer Basis der Membran (8) zu einem Membranwickel aufgerollt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung und ein Verfahren zum Entpacken einer elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran, die einerseits eine roll- und faltbare Membran aufweist und andererseits ein Leitungsnetz. Derartige Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen sind insbesondere als flexible Photovoltaikmembranen oder sogenannte Dünnfilmphotovoltaik oder als Antennen ausgebildet. Die Membran der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran gewährleistet die erforderliche Flächenerstreckung, während das Leitungsnetz die Zu- und Abfuhr der funktional gebotenen elektrischen Signale gewährleistet. Für die Ausgestaltung der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran als Photovoltaikmembran sind in die roll- und faltbare Membran vorzugsweise eine Photovoltaikschicht und etwaige weitere erforderliche Schichten wie eine Rückkontaktschicht, eine Frontkontaktschicht, Substratschichten u. ä. integriert. In diesem Fall dient das Leitungsnetz der Abfuhr der mittels der Photovoltaikmembran erzeugten elektrischen Leistung. Bei Ausgestaltung der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran als Antenne dient das Leitungsnetz der Übertragung des mittels der Antenne ausgesendeten und/oder empfangenen Signals.
Elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen müssen einerseits in einen gepackten Zustand verbracht werden, den diese beispielsweise während des Starts des Raumfahrzeugs, welches mit der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran ausgestattet ist, einnimmt. Soll hingegen während der Mission die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran zur Wirkung gebracht werden (also bei Ausbildung der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran als Photovoltaikmembran elektrische Energie gewonnen werden oder bei Ausbildung der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran als Antenne die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran zum Senden oder Empfangen verwendet werden), muss die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran entpackt werden. Hierbei wird erfolgt ein „Packen“ oder „Entpacken“ durch ein (Ab-) Rollen und/oder (Ent-) Falten.
Hinsichtlich des Packens und Entpackens der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran sind die folgenden Anforderungen zu beachten:

- Bei möglichst kleinem Gewicht und kleinem gepacktem Volumen muss die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran im entpackten Zustand eine erforderliche Fläche aufspannen.
- Das Entpacken einerseits mit einem Abrollen und andererseits einem Entfalten der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran muss ohne Erzeugung unerwünschter Verwicklungen der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran erfolgen. Zu vermeiden ist auch, dass ein überschüssiger Bereich der Membran ein missionskritisches Bauelement des Raumfahrzeugs überdeckt oder behindert.
- Das Entpacken muss mittels einfacher Entpackungsvorrichtungen, insbesondere ausfahrbarer Masten, in kontrollierter Weise erfolgen, ohne dass überschüssiges Material der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran freigegeben wird, welches sich unkontrolliert bewegen könnte.
- Die elektrischen Elemente wie Photovoltaikmodule sind an einer Stelle in die Membran zu integrieren oder auf einer Schicht derselben anzuordnen, die das Rollen und/oder Falten sowie Abrollen und Entfalten nicht behindert, wobei auch Sorge dafür zu tragen ist, dass diese infolge des Rollens und/oder Faltens nicht beschädigt werden.
- In einigen Anwendungsfällen kann es wünschenswert sein, dass ein Entpacken in jedem Entpackungszustand angehalten und dann unter Umständen wieder fortgesetzt werden kann, was in einigen Fällen eine Voraussetzung für eine Implementierung von Fehlerbehandlungsroutinen ist.
- Besondere Aufmerksamkeit muss der Anordnung des Leitungsnetzes in der gepackten Membran gewidmet werden. So müssen einerseits Beschädigungen der Membran infolge etwaiger Druck- oder Kontaktstellen mit Leitungen des Leitungsnetzes vermieden werden. Andererseits müssen Beschädigungen des Leitungsnetzes infolge des Packens und insbesondere des Faltens vermieden werden.

STAND DER TECHNIK
Die Doktorarbeit „Design and Sizing Method for Deployable Space Antennas“,
Marco Straubel, Fakultät für Maschinenbau der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (verfügbar über http://elib.dlr.de/81128/)
offenbart ein Aufrollen einer rechteckigen Antennenmembran auf Kerne, die sich entlang der kürzeren Seite der Rechteckform der Antennenmembran erstrecken.
Aus den Internet-Seiten
http://global.jaxa.jp/projects/sat/ikaros/ und
http://global.jaxa.jp/countdown/f17 /overview/i karos_e.html
ist ein Sonnensegel bekannt, welches auf einer Trommel eines rotierenden Raumfahrzeugs gepackt ist. In diesem Fall sind Masten, entlang welcher das Entpacken des Sonnensegels erfolgt, mit in das Sonnensegel integrierten und sich entlang der Diagonalen des quadratischen Sonnensegels erstreckenden Seilen gebildet, an deren außenliegenden Endbereichen Massen befestigt sind. Infolge der Rotation wirkt eine Zentripetalbeschleunigung auf die Massen, die zum Ausfahren der seilförmigen „Masten“ und dem Entpacken des Sonnensegels genutzt werden kann.
In der Mission „Gossamer-1“ wurde ein aus vier dreieckigen Segmenten bestehendes, insgesamt quadratisches Foliensegel entpackt und aufgespannt. Die dreieckigen Segmente wurden längs der Diagonalen des Quadrats durch aufrollbare Masten gespannt. Eine Krafteinleitung zum Entpacken erfolgte jeweils an den Ecken der dreieckigen Segmente. Für das Packen eines dreieckigen Segments wurden diese zunächst ausgehend von der Basis des Dreiecks entlang Faltlinien, die parallel zur Basis orientiert waren, hin- und hergefaltet. Hieran anschließend erfolgte ein Aufrollen des derartigen länglichen Faltenstapels der dreieckigen Segmente von beiden Endbereichen aus in Richtung der Mitte. Ein Entpacken erfolgte mittels Masttrommeln, auf die die Masten von den äußeren Enden aufgerollt werden.
Weitere Verfahren zum Packen und Entpacken eines Sonnensegels sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2010 048 054 A1 und DE 10 2017 101 180 A1 , DE 10 2016 101 430 B4 bekannt.
DE 10 2018 117 993 A1 offenbart eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran, die quadratisch ist. Die Raumfahrzeugmembran wird mit den dreieckigen Teilstücken beidseits der Diagonalen zunächst auf beiden Seiten von der Diagonalen zickzackförmig hin- und hergefaltet. Der so erstellte gefaltete Streifen, dessen außenliegende Ecken frei zugänglich sind, wird dann entweder mittig gefaltet und dann aufgewickelt oder beidseitig der mittigen Achse zickzackförmig gefaltet, wobei in der Mitte im Bereich der mittigen Achse ein Brückenteil verbleiben kann. Entlang der Grate der erstgenannten Falten verlaufen Längsleitungen, die bandartig ausgebildet sein können. In gepacktem Zustand der Raumfahrzeugmembran stehen die Längsleitungen in der Art eines Kamms bei einem Molch oder Leguan ab und die Längsleitungen sind von außen frei zugänglich. Die Längsleitungen verlaufen in der gepackten Raumfahrzeugmembran meanderförmig hin und her, wobei diese im Bereich der Ränder Schlaufen bilden, so dass die Längsleitungen nicht geknickt werden. Querleitungen sind ebenfalls schlaufenartig über die Falten und die an den Falten gehaltenen Längsleitungen geführt.
Auch DE 10 2017 101 180 A1 offenbart eine quadratische Raumfahrzeugmembran, welche entsprechend DE 10 2018 117 993 A1 gepackt ist.
Die Veröffentlichung
SPRÖWITZ, T. et al.: Membrane Deployment Technology Development at DLR for Solar Sails and Large-Scale Photovoltaics. In: IEEE Aerospace Conference. 2018 IEEE Aerospace Conference, 3.-10. Mär. 2018, Big Sky, Montana, USA. URL: https://elib.dlr.de/121971/1/MembrDeployTechDevAtDLRforSmallSCsolSailAndLargesca lePV_paper_IEEE2018_2018-02-14.pdf. Hinterlegt am 02.10.2018 (gemäß DLR, URL: https://elib.dlr.de/121971/) [abgerufen 23.03.2021]
offenbart das zickzackförmige Hin- und Herfalten einer dreieckigen Raumfahrzeugmembran zu einem gefalteten Streifen, welcher dann von beiden Endbereichen ausgehend aufgerollt wird.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran, eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung und ein Verfahren zum Entpacken einer elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran vorzuschlagen, welche oder welches insbesondere hinsichtlich

- der gestauten Abmessungen und/oder des Stauvolumens der gepackten Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran und/oder
- der erzielbaren Fläche der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran in entpacktem Zustand,
- des Gewichts und/oder
- der Möglichkeit eines kontrollierten Entpackens auch bei einer möglichen Unterbrechung des Entpackens und/oder
- der Vermeidung überschüssiger, lose hängender Teilbereiche der Membran und/oder des Leitungsnetzes während des Entpackens und/oder
- einer möglichst steifen Aufspannung der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran in entpacktem Zustand und/oder
- einer Reduzierung von Schwingungen der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran und/oder der Entpackungsvorrichtungen wie der Masten und/oder
- der Leitungsführung unter Vermeidung von Beschädigungen des Leitungsnetzes infolge des Packens und/oder Entpackens und/oder
- einer Vermeidung etwaiger Segelspulen an einem Mastende, wie diese gemäß „Gossamer-1“ erforderlich waren und/oder
- einer Reduzierung der Zahl der erforderlichen Membranspulen

LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schlägt eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran vor, die über eine roll- und faltbare Membran (insbesondere eine biegeschlaffe oder nicht eigensteife Membran) sowie über ein Leitungsnetz verfügt. Die Membran kann hierbei als (Dünnschicht-) Photovoltaikmembran oder als Antennenmembran ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Membran weist eine Geometrie auf mit einer Basis, einer Spitze und Seitenrändern, die die Endbereiche der Basis mit der Spitze verbinden. Hierbei können die Basis und die Seitenränder geradlinig oder beliebig kurvenförmig ausgebildet sein und die Spitze kann auch beliebig abgerundet sein. Die Geometrie kann hierbei symmetrisch zu einer Symmetrieachse sein oder nicht. Im einfachsten Fall ist die Membran zumindest in erster Näherung dreieckförmig, wobei eine Seite des Dreiecks die Basis bildet, während die anderen beiden Seiten des Dreiecks die Seitenränder bilden. Hierbei kann das Dreieck als gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck ausgebildet sein. In jedem Fall verringert sich bei der erfindungsgemäß eingesetzten Membran der Abstand der Seitenränder entlang einer Hauptachse von der Basis in Richtung der Spitze. Hierbei kann für das Beispiel, dass die Membran die Geometrie eines gleichschenkligen rechteckigen Dreiecks aufweist, die Hauptachse der Winkelhalbierenden durch den rechten Winkel des Dreiecks entsprechen. Möglich ist, dass an dem Raumfahrzeug lediglich eine, vorzugsweise dreieckige Membran angeordnet ist oder mehrere insbesondere dreieckige Membranen gemeinsam eine Gesamtmembran bilden, die beispielsweise quadratisch sein kann. Möglich ist auch, dass N dreieckige Membranen eine N-eckige Gesamtmembran bilden. Des Weiteren möglich ist, dass bei einer N-eckigen Gesamtmembran mindestens eine Membran weggelassen ist, sodass hier die Gesamtmembran eine „Lücke“ aufweist, durch die ein Instrument oder eine andere Komponente des Raumfahrzeugs zugänglich ist, „hindurchschauen“ kann, kommunizieren kann u. Ä. im symmetrischen Fall... Möglich ist auch, das die Gesamtmembran aus mehreren gleichschenkligen oder ungleichschenkligen Dreiecken oder auch aus der Kombination von gleichschenkligen Dreiecken und ungleichschenkligen Dreiecken zusammengesetzt ist. Um diesbezüglich lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann die Gesamtmembran eine lediglich längs einer Mittelachse symmetrische Konfiguration aufweisen, beispielsweise mit folgenden Winkeln zwischen den Masten und den Trennungen der einzelnen Membranen: 90°, 110°, 110°, 50°. Die sich so ergebende Gesamtmembran wäre auf einer Seite schlanker und auf der anderen Seite breiter. Eine derartige Ausführungsform könnte sinnvoll sein als Ausleger (einer rechts, einer links vom Raumfahrzeug), wenn das Raumfahrzeig einen elektrischen Antrieb hat und die Membranen einen Mindestabstand von einem Abgasstrahl aufweisen sollen.
In der erfindungsgemäßen elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran dient das Leitungsnetz der elektrischen Verbindung weiterer Komponenten des Raumfahrzeugs mit elektrischen Komponenten der Membran. Ist die Membran eine (Dünnschicht-)Photovoltaikmembran, dient das Leitungsnetz der Abfuhr der erzeugten elektrischen Energie. Ist hingegen die Membran eine Antennenmembran, dient das Leitungsnetz dazu, mittels der Membran empfangene und/oder gesendete Signale zu übertragen.
Das erfindungsgemäße Leitungsnetz verfügt über eine Sammelleitung sowie Zweigleitungen, die von der Sammelleitung abzweigen. Das Leitungsnetz, insbesondere die Zweigleitung und/oder die Sammelleitung, können mit beliebigen Leitungen, Kabeln, Flachkabeln und insbesondere Flachkabeln in Flex-PCB-Ausführung ausgebildet sein.
Die Zweigleitungen weisen erste und zweite Zweigleitungsabschnitte auf. Die ersten Zweigleitungsabschnitte erstrecken sich entlang der Membran und parallel zur Hauptachse. Hierbei können die ersten Zweigleitungsabschnitte in die Membran eingebettet sein, zwischen Schichten der Membran verlaufen oder auf oder unter der Membran angeordnet sein. In jedem Fall sind die Zweigleitungsabschnitte zumindest punktuell an der Membran befestigt. Hingegen erstrecken sich die zweiten Zweigleitungsabschnitte, die auch als „freie Zweigleitungsabschnitte“ bezeichnet sind, abseits der Membran, nämlich neben einem Seitenrand der Membran. Die freien Zweigleitungsabschnitte sind mit der Sammelleitung verbunden. Die Sammelleitung erstreckt sich dann (unter Umständen beabstandet von einem Seitenrand der Membran) entlang eines Seitenrandes der Membran. Die Sammelleitung kann sich dabei beispielsweise parallel zu einem Mast entlang der Diagonalen einer mit mehreren Membranen gebildeten, quadratischen Gesamtmembran nach innen erstrecken und eine Verbindung mit einem Grundkörper des Raumfahrzeugs gewährleisten. Dabei kann der Grundkörper zentral angeordnet sein. Möglich ist aber auch, dass die entfaltete Membran an einer Mastspitze mit dem Raumfahrzeug verbunden ist und die Leitungen entlang des Mastes von einer zentralen Stell oder Membranmitte nach außen geführt sind. Um lediglich ein weiteres, die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann die Membran an einem weiteren Träger (vergleichbar einer Blume) in der Mitte abgestützt sein.
Im Rahmen der Erfindung ist die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran spezifisch gepackt:

Die Membran ist sukzessive parallel zur Hauptachse auf beiden Seiten der Hauptachse zu zwei streifenförmigen Membranfaltenstapeln hin- und hergefaltet. Des Weiteren sind die beiden Membranfaltenstapel entlang der Hauptachse (oder parallel zu dieser) zu einem Membranstapel gefaltet. In dem Membranstapel weisen die zuvor genannten beiden Membranfaltenstapel voneinander weg, was zur Folge hat, dass auch Ecken der Membran, die außenliegend an den Membranfaltenstapeln angeordnet sind, voneinander weg weisen. Dies hat wiederum zur Folge, dass auf diese Ecken Zugkräfte aufgebracht werden können, die ein Entfalten der Membranfaltenstapel zur Folge haben. Neben dieser Faltung ist der erzeugte Membranstapel auch um eine Wickelachse aufgerollt. Hierbei erfolgt ein Aufrollen von der Spitze der Membran in Richtung der Basis, womit dann ein Membranwickel hergestellt ist. Während sich in dem Membranwickel die ersten Zweigleitungsabschnitte entlang der Membran und parallel zu Berg- und Talfalten der Membran erstrecken (womit diese im Inneren des Membranwickels angeordnet sind), sind für ein derartiges Packen die zweiten, freien Zweigleitungsabschnitte und die Sammelleitung außerhalb des Membranwickels angeordnet.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran ist, dass ermöglicht wird, dass in gepacktem Zustand der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran weder die Zweigleitungen noch die Sammelleitung über eine Falte der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran geführt werden muss.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass sich ein gutes Entfaltungsverhalten der gepackten Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran ergibt, bei welchem gleichzeitig ein Abrollen und ein Entfalten erfolgt. Hierbei kann über die sich sukzessive erhöhende Länge der abgerollten Abschnittes des Membranfaltenstapels vorgegeben werden, dass nur ein Teilbereich der Membran entfaltet werden kann, der in dem abgerollten Abschnitt des Membranfaltenstapels angeordnet ist. Mit zunehmendem Abrollen und sich damit erhöhender Länge des abgerollten Abschnitts des Membranfaltenstapels kann somit der zu entfaltende Teilbereich der Membran sukzessive vergrößert werden.
Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung erstrecken sich in der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran die ersten Zweigleitungsabschnitte der Zweigleitungen entlang der Berg- oder Talfalten. Hierdurch kann eine besonders gute Integration dieser Zweigleitungsabschnitte in den Membranwickel erfolgen. Erstrecken sich die ersten Zweigleitungsabschnitte in den Talfalten auf der Innenseite des Membranwickels, sind die ersten Zweigleitungsabschnitte durch die Membran abgedeckt, im Talbereich der Talfalte beidseitig eingeschlossen und somit geschützt.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung dar. Die Raumfahrzeug-Spuleinrichtung verfügt einerseits über eine Membranspule und andererseits über eine Leitungsspule. Auf der Membranspule kann eine Membran zu einem Membranwickel aufgerollt werden. Hingegen kann auf der Leitungsspule eine Leitung zu einem Leitungswickel aufgerollt werden. Die Membranspule und die Leitungsspule sind (zumindest während des Auf- oder Abrollens) drehfest miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Membranspule und die Leitungsspule mit koaxialer Spulenachse angeordnet und/oder starr miteinander verbunden. Die Leitungsspule weist einen Wickelgang auf, der beispielsweise nutartig ausgebildet sein kann und/oder einen konkaven Wickelgangboden aufweisen kann. In dem Wickelgang ist die Leitung aufgenommen, gegenüber einem Verrutschen gesichert und/oder in einem Teilumfangsbereich geschützt. Erfindungsgemäß verfügt der Wickelgang nicht über einen konstanten Radius. Vielmehr verfügt der Wickelgang (zumindest in einem Teilabschnitt) über einen sich verändernden Radius, wobei auch der gesamte Wickelgang einen sich verändernden Radius aufweisen kann. Hierbei verändert sich der Radius in Richtung des Wickelgangs kontinuierlich in eine Richtung, also in Richtung einer Vergrößerung des Radius oder einer Verkleinerung des Radius. Die Veränderung des Radius kann hierbei gleichmäßig erfolgen, so dass sich der Radius proportional zu einer Koordinate, welche entlang des Wickelgangs verläuft, ändert. Möglich ist aber auch, dass sich der Radius in Stufen ändert oder mit einem beliebigen kurvenförmigen Verlauf (insbesondere progressiv oder degressiv, bspw. exponentiell oder logarithmisch) verändert.
Wie erläutert kann der Wickelgang und dessen Querschnitt dafür sorgen, dass die Gefahr eines Verrutschens der Leitung in dem Wickelgang zumindest gemindert ist und/oder die Leitung in dem Wickelgang geschützt ist. Hierbei können unterschiedliche benachbarte Windungen des Wickelgangs über Vorsprünge, einen spiralförmig oder wendelförmig umlaufenden Flansch oder eine Rippe voneinander getrennt sein.
Handelt es sich bei den in dem Wickelgang angeordneten Leitungen um eine Sammelleitung eines Leitungsnetzes und zweigen von dieser in dem Wickelgang angeordneten Sammelleitung freie Zweigleitungsabschnitte ab, die quer zu dem Wickelgang aus dem Wickelgang herausgeführt werden müssen, erfordert das Herausführen, dass die freien Zweigleitungsabschnitte über die Windungen des Wickelgangs trennenden Rippen oder Flansche geführt werden müssen und dann in einen benachbarten Wickelgang eintreten usw. Der freie Zweigleitungsabschnitt verläuft somit auf und ab. Der mehrfach auf- und abgehende Verlauf der freien Zweigleitungsabschnitte kann einerseits zu einer unerwünschten Beanspruchung dieser freien Zweigleitungsabschnitte führen. Andererseits ist infolge des auf- und abgehenden Verlaufs der freie Zweigleitungsabschnitt unter Umständen länger zu dimensionieren, wodurch sich ein zusätzliches Gewicht ergibt und unter Umständen eine überschüssige Leitungslänge in entpacktem Zustand ergeben kann. Dieser Erkenntnis kann für einen Vorschlag der Erfindung dadurch begegnet werden, dass benachbarte Windungen des Wickelgangs nicht über umlaufende, durchgehende Flansche oder Rippen voneinander getrennt sind, sondern durch Finger, die radial orientiert sind und in Umfangsrichtungen der Windungen verteilt angeordnet sind. Für den Fall, dass die Wickelgänge durch Rippen oder Flansche voneinander getrennt sind, können die Finger auch zwischen radialen Ausnehmungen der Rippen oder Flansche gebildet sein. Für das zuvor genannte Beispiel können dann die freien Zweigleitungsabschnitte durch die Ausnehmungen oder Zwischenräume hindurchgeführt werden, womit diese freien Zweigleitungsabschnitte nicht mehr auf- und abgehend die benachbarten Wickelgänge überbrücken müssen, sondern geradlinig verlaufen können oder zumindest mit einer reduzierten Amplitude des auf- und abgehenden Verlaufs.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung sind Finger zwischen mehreren Windungen des Wickelgangs und/oder Ausnehmungen oder Zwischenräume zwischen den Fingern zwischen mehreren Windungen des Wickelgangs fluchtend zueinander angeordnet, so dass die Ausnehmungen oder Zwischenräume zwischen den Fingern über mehrere Windungen des Wickelgangs verlaufende Nuten bilden können, die bspw. parallel zur Spulenachse der Leitungsspule orientiert sind. Die freien Zweigleitungsabschnitte können dann in diesen Nuten verlegt sein, womit auch eine gewisse Schutzwirkung dieser freien Zweigleitungsabschnitte herbeigeführt werden kann. Die genannten Nuten können sich dabei mit den Wickelgängen kreuzen, so dass die Nuten im Bereich der Kreuzungspunkte mit den Wickelgängen seitlich offen sein können. Im Bereich eines derartigen Kreuzungspunktes kann dann eine Sammelleitung zwischen einem freien Zweigleitungsabschnitt und dem Boden des Wickelgangs und dem Boden der Nut angeordnet sein oder ein freier Zweigleitungsabschnitt ist zwischen einer Sammelleitung und dem Boden des Wickelgangs und der Nut angeordnet, wodurch eine zusätzliche Fixierung oder Sicherung der Sammelleitung bzw. des freien Zweigleitungsabschnitts erfolgen kann.
Vorzugsweise ist auf die Membranspule der Raumfahrzeug-Spuleinrichtung eine gefaltete elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran aufgerollt, wie diese zuvor beschrieben worden ist.
Eine Veränderung des Radius des Wickelgangs entlang der Koordinate des Wickelgangs kann beliebig entsprechend den jeweiligen Anforderungen erfolgen.
Für einen Vorschlag der Erfindung ist die Veränderung des Radius abhängig von den jeweiligen Dicken der Wicklungen der Membran in dem Membranwickel. Die eingangs erläuterte Packtechnologie der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran hat zur Folge, dass in einem Membranwickel der am Anfang abgerollte Abschnitt des Membranstapels eine größere Dicke aufweisen kann als ein später abgerollte Teilabschnitt. Grund hierfür kann sein, dass der zunächst abgerollte Teilabschnitt des Membranstapels eine größere Breite der Membran aufweist, womit die Membran in diesem Bereich öfter gefaltet ist und sich die gefalteten Lagen der Membran in diesem Bereich zu einer größeren Dicke aufsummieren. Möglich ist aber auch, dass die Membran aufgrund einer besonderen Nutzung nicht überall gleich dick ausgeführt sein muss, was dann zu einem zusätzlich veränderten Dickenverlauf beim Aufrollen führt. Die sich mit zunehmendem Abrollen verringernde Dicke der abgerollte Wicklungen des Membranstapels hat aber zur Folge, dass eine Durchmesseränderung des verbleibenden Membranwickels mit zunehmendem Abrollen kleiner wird. Eine Verringerung des verbleibenden Durchmessers des Membranwickels kann berücksichtigt werden durch eine Verringerung des Radius des Wickelgangs in dem zugeordneten Teilabschnitt, in welchem die Sammelleitung während des Abrollens den Wickelgang verlässt. Diese Verringerung des Radius kann mit zunehmendem Abrollen kleiner werden. Unter Umständen ergibt sich infolge dieser Abhängigkeit der Veränderung des Radius des Wickelgangs von den Dicken der Wicklungen der Membran in dem Membranwickel, dass sich der Wickelgang nicht entlang einer Kegelfläche erstreckt, sondern vielmehr entlang einer Mantelfläche eines um die Spulenachse rotationssymmetrischen Körpers erstreckt, dessen Halblängsschnitt gegenüber dem geradlinigen Halblängsschnitt einer Kegelfläche konkav, konvex oder beliebig anderweitig kurvenförmig (je nach Dickenverlauf der Membranpackung) gewölbt ist. Eine sich verändernde Dicke der Membran kann sich beispielsweise bei Ausgestaltung der Membran als Photovoltaikmembran ergeben, womit dann an der Spitze der Membran kein Photovoltaikelement angeordnet wäre, sondern ein mechanisches Interface oder eine Eckenverstärkung. Möglich ist aber auch, dass an der Spitze oder an einer anderen Stelle sowohl das Photovoltaikelement als auch das mechanisches Interface oder eine Eckenverstärkung vorhanden sind.
Für einen Vorschlag der Erfindung ist auf der Raumfahrzeug-Spuleinrichtung auf die Membranspule lediglich eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran aufgerollt. Vorzugsweise sind aber mehrere elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen auf eine einzige Membranspule aufgerollt. Hierbei sind die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen jeweils in Umfangsrichtung versetzt zueinander auf die Membranspule aufgerollt, so dass diese beim Abrollen in unterschiedliche Richtungen entpackt werden können. Für das genannte Beispiel, dass eine Gesamt-Membran mit vier dreieckförmigen Membranen jeweils mit einer Geometrie entsprechend einem gleichschenkligen rechtwinkligen Dreieck gebildet ist, sind vier elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen in Umfangsrichtung zueinander versetzt auf die Membranspule aufgerollt.
Sind mehrere elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen auf derselben Membranspule angeordnet, können in dem Wickelgang der Leitungsspule auch mehrere, den jeweiligen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen zugeordnete Sammelleitungen übereinanderliegend angeordnet sein. Möglich ist dabei, dass hierbei auch die Zweigleitungen übereinanderliegend mit den Sammelleitungen auf der Spule angeordnet sind, wobei die Zweigleitungen dann aber quer zum Wickelgang verlaufen.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt ein Verfahren zum Entpacken einer elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran dar, wobei diese elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran so ausgebildet und gepackt ist, wie dies zuvor erläutert worden ist. Vorzugsweise findet in dem Verfahren eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung Einsatz, wie diese zuvor beschrieben worden ist. In dem Verfahren erfolgt ein Ausfahren von zwei Entpackungsvorrichtungen. Bei den Entpackungsvorrichtungen kann es sich um an Seilen befestigte, infolge der Zentrifugalkraft nach außen beschleunigte Massen handeln oder um Masten, die beispielsweise durch Abrollen ausgefahren werden. Die Entpackungsvorrichtungen werden von einem Grundkörper des Raumfahrzeugs in unterschiedliche Richtungen ausgefahren. Für das Beispiel der quadratischen Gesamt-Membran mit vier dreieckigen Membranen werden die Entpackungsvorrichtungen in Richtung der Diagonalen der quadratischen Gesamt-Membran ausgefahren. Infolge des Ausfahrens wird dann durch die Entpackungsvorrichtungen, insbesondere durch die Masten, eine Zugkraft an den freien Ecken der Membranfaltenstapel erzeugt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt in einer räumlichen Ansicht eine elektrische Raumfahrzeugmembraneinrichtung mit vier über Masten aufgespannten und entpackten dreieckigen elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen.
2 zeigt in einer räumlichen Ansicht eine teilgefaltete elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran mit einer dreieckigen Membran und einem Leitungsnetz mit zwei Sammelleitungen und von den Sammelleitungen abzweigenden Zweigleitungen.
3 bis 8 zeigen das sukzessive Falten einer Membran zu zwei Membranfaltenstapeln (7) und schließlich einem Membranstapel (8).
9 zeigt in einer räumlichen Ansicht vier zu Membranstapeln gefaltete und teilweise zu einem Membranwickel gerollte Membranen, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
10 bis 13 zeigen schematisch das Abrollen und Entfalten einer gepackten Membran.
14 zeigt in einer Seitenansicht eine Leitungsspule einer Raumfahrzeug-Spuleinrichtung mit einem Wickelgang, dessen Radius sich kontinuierlich ändert.
15 zeigt in einer Seitenansicht eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung mit einer Membranspule, auf die mehrere Membranen zu einem Membranwickel aufgerollt sind, und einer Leitungsspule gemäß 14, auf deren Wickelgang Sammelleitungen der Membranen aufgerollt sind, während sich Zweigleitungen quer zu dem Wickelgang orientiert erstrecken.
16 zeigt in einem schematischen Teillängsschnitt die Raumfahrzeug-Spuleinrichtung mit darauf gepackter elektrischer Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran gemäß 15, wobei hier eine Kegelfläche, entlang welcher sich der Wickelgang der Leitungsspule erstreckt, mit der Spitze von dem Membranwickel weg orientiert ist.
17 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Raumfahrzeug-Spuleinrichtung mit darauf gepackter elektrischer Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran, wobei hier die Kegelfläche, entlang welcher sich der Wickelgang der Leitungsspule erstreckt, mit der Spitze in Richtung des Membranwickels orientiert ist.
18 zeigt in einer räumlichen Darstellung eine weitere Ausgestaltung einer Leitungsspule mit einem Wickelgang.
19 zeigt die Leitungsspule gemäß 18 in einer Vorderansicht.

FIGURENBESCHREIBUNG
In der folgenden Figurenbeschreibung wird teilweise für Bauelemente, die sich hinsichtlich der Gestaltung, Geometrie und/oder Funktion entsprechen oder ähnlich sind, dasselbe Bezugszeichen verwendet. Sind in Figuren derartige Bauelemente mehrfach vorhanden, werden diese durch einen ergänzenden Buchstaben a, b, ... gekennzeichnet. Auf dieses Bauelement wird dann mit den Bezugszeichen mit oder ohne den ergänzenden Buchstaben Bezug genommen, womit dann eines dieser Bauelemente oder mehrere oder sämtliche dieser Bauelemente gemeint sein können.
1 zeigt in einer räumlichen Darstellung eine elektrische Raumfahrzeugmembraneinrichtung 1. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine (Dünnschicht-)Photovoltaikeinrichtung 2 oder eine Antenneneinrichtung 3 handeln, die Einsatz findet für ein Raumfahrzeug 4, insbesondere einen Satelliten 5.
Die Raumfahrzeugmembraneinrichtung 1 verfügt über einen Grundkörper 6. An dem Grundkörper 6 sind Masten 7a, 7b, 7c, 7d gehalten. Die Masten 7 können dabei in eine Vorratsstellung gebracht werden, in der diese beispielsweise in den Grundkörper 6 integriert, z. B. verstaut, sind, sowie ausgefahren werden in die Stellung gemäß 1. In dieser Stellung erstrecken sich die Masten 7 radial zu einer Längsachse des Grundkörpers 6 oder Raumfahrzeugs 4. In dem Fall, dass gemäß 1 vier Masten 7 vorhanden sind, sind diese mit einem Umfangswinkel von 90° zueinander versetzt angeordnet. Zwischen den Masten erstrecken sich Membranen 8a, 8b, 8c, 8d. Die Membranen 8 sind hier dreieckig ausgebildet. Die Membranen 8 verfügen über eine Basis 9, die der Basis des Dreiecks entspricht, sowie Seitenränder 10, 11 und eine Spitze 12. Die Spitze 12 ist dabei benachbart dem Grundkörper 6 angeordnet und kann sogar an dem Grundkörper 6 gehalten sein, während die Basis 9 in dem in 1 dargestellten ausgefahrenen Zustand der Masten 7 maximal von dem Grundkörper 6 beabstandet ist. Die Membranen 8 füllen den Zwischenraum zwischen benachbarten Masten 7a, 7b; 7b, 7c; 7c, 7d; 7d, 7a weitestgehend, insbesondere unter Ausbildung eines Zwischenraums 13, im Bereich dessen sich die Masten 7 erstrecken, aus.
Vertikal zu der Basis 9 der Membranen 8 erstreckt sich eine Hauptachse 14 der Membranen 8. (Die vertikale Orientierung der Hauptachse 14 gilt insbesondere bei Ausgestaltung der Mambranen 8 als symmetrische gleichschenklige Dreiecke. Für ungleichschenklige dreieckige Membranen 8 kann es vorteilhaft sein, wenn die Hauptachse 14 aus der Mitte der Basis startet und nicht senkrecht verläuft.) Für das dargestellte Ausführungsbeispiel haben die Membranen 8 die Geometrie eines rechtwinkligen Dreiecks, welches gleichschenklig ist und bei dem die Hauptachse der Höhenlinie des Dreiecks entspricht, die vertikal zur Basis 9 orientiert ist und durch die Spitze 12 verläuft.
In 1 sind die Bezugszeichen hinsichtlich der Geometrie der Membran 8 lediglich exemplarisch für eine Membran 8a dargestellt.
2 zeigt in einer räumlichen Einzelteildarstellung eine (teilweise gefaltete) Membran 8, die zusammen mit einem Leitungsnetz 15 eine elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran 16 bildet. Das Leitungsnetz 15 verfügt über Zweigleitungen 17, 18, die von Sammelleitungen 19, 20 abzweigen. Hierbei ist die Sammelleitung 19 mit den zugeordneten Zweigleitungen 17 der Hälfte der Membran 8 auf einer Seite der Hauptachse 14 zugeordnet, während die Sammelleitung 20 mit den zugeordneten Zweigleitungen 18 der Hälfte der Membran 8 auf der anderen Seite der Hauptachse 14 zugeordnet ist. Findet die Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran 16 Einsatz in einer Photovoltaikeinrichtung 2, kann die Membran 8 entsprechend üblichen Photovoltaikmembranen ausgebildet sein mit mehreren Schichten, die beispielsweise eine Substratschicht, eine Rückkontaktschicht, eine Photovoltaikschicht und eine Frontkontaktschicht aufweisen können. In diesem Fall erzeugt die Membran 8 infolge der solaren Einstrahlung elektrische Leistung entlang der Fläche der Membran 8, was symbolartig mit den Pfeilen in 2 dargestellt ist. Die Abfuhr der elektrischen Leistung erfolgt dann über das Leitungsnetz 15.
Die Zweigleitungen 17, 18 verfügen über zwei Leitungsabschnitte, nämlich einen freien Zweigleitungsabschnitt 21 sowie einen entlang der Membran 8 verlaufenden Zweigleitungsabschnitt 22, wobei in 2 die Zweigleitungsabschnitte 21, 22 lediglich exemplarisch für die Zweigleitung 18a mit Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
In dem teilgefalteten Zustand gemäß 2 ist die Hälfte der Membran 8 rechts von der Hauptachse 14 „ziehharmonikaartig“ hin- und hergefaltet mit Talfalten 23a, 23b, 23c, 23d sowie Bergfalten 24a, 24b, 24c. Das Entsprechende gilt für die andere Hälfte der Membran 8 mit Talfalten 25 und Bergfalten 26. Die Zweigleitungsabschnitte 22 erstrecken sich jeweils entlang einer Talfalte 23, 25, wobei der Zweigleitungsabschnitt 22 in der Talfalte 23, 25 auf der Membran 8 verlaufen kann, in die Membran 8 eingebettet sein kann oder unterhalb derselben verlaufen kann. Ein Zweigleitungsabschnitt 22 kann hierbei der Abfuhr von Energie von Photovoltaik (Teil)Modulen dienen, die benachbart der zugeordneten Talfalte 23, 25 von der Membran 8 zwischen der nächsten Bergfalte 24, 26 von der Membran 8 ausgebildet sind.
Zwecks Vereinfachung ist in den 3 bis 8 eine Membran 8 ohne zugeordnetes Leitungsnetz 15 dargestellt. 3 zeigt die Membran 8 in ungefaltetem, ebenem Zustand. Ein Falten erfolgt entlang der Talfalten 23, 25 und Bergfalten 24, 26 von außen von den Ecken 27, 28 mit einer Faltrichtung quer zur Hauptachse 14. Möglich ist, dass zunächst eine Hälfte der Membran 8 gefaltet wird und anschließend die andere Hälfte der Membran 8. Möglich ist aber auch, dass die beiden Hälften gleichzeitig gefaltet werden, wie dies in den 3 bis 8 dargestellt ist.
Beginnend von den Ecken 27, 28 erfolgt zunächst das Falten entlang den Talfalten 23d, 25d, womit der Zustand gemäß 4 erreicht ist. Nach Herstellung der Bergfalte 26c und der weiteren Talfalte 25c sowie der Bergfalte 24c und der weiteren Talfalte 23c ergibt sich der Zustand gemäß 5. 6 und 7 zeigen den Zustand nach weiteren entsprechenden Faltungen. Gemäß 7 erstrecken sich auf beiden Seiten von der Hauptachse 14 und symmetrisch zu dieser Membranfaltenstapel 29, 30. Die Membranfaltenstapel 29, 30 sind nebeneinander gefaltet und gestapelt. Die Stapeldicke der Membranfaltenstapel 29, 30 nimmt von der Spitze 12 in Richtung der Basis 9 mit jeder zusätzlichen Talfalte 23 und Bergfalte 24 bzw. Talfalte 25 und Bergfalte 26 um die (hier konstante, aber u. U. für andere Ausführungsformen auch veränderliche) Dicke der Membran 8 zu.
Für den Übergang der Membran 8 von dem Zustand gemäß 7 zu dem Zustand gemäß 8 wird eine zentrale Bergfalte 31 erzeugt, indem eine Faltung um die Hauptachse 14 erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die beiden Membranfaltenstapel 29, 30 einen Membranstapel 32 bilden, indem die Faltenlagen der beiden Membranfaltenstapel 29, 30 sämtlich aufeinander gestapelt sind. Im Bereich der Spitze 12 entspricht die Dicke des Membranstapels 21 dem Doppelten der Dicke der Membran 8, während im Bereich der Basis 9 die Dicke des Membranstapels 32 dem 16-fachen der Dicke der Membran 8 entspricht.
Die Berg- und Talfalten 23 bis 26 sowie die zentrale Bergfalte 31 sind parallel zueinander und parallel zur Hauptachse 14 orientiert. Zwischen den Berg- und Talfalten 23 bis 26 erstreckt sich die Membran 8 mit Faltenlagen, die streifenförmig ausgebildet sind. In 2 ist zur Verdeutlichung lediglich exemplarisch eine derartige Faltenlage 33, nämlich eine Faltenlage zwischen einer Talfalte 23b und einer Bergfalte 24b, dargestellt.
In dem Membranstapel 32 sind die Ecken 27, 28 der beiden Hälften der Membran 8 auf unterschiedlichen Seiten angeordnet, nämlich in 8 die Ecke 27 auf der Oberseite des Membranstapels 32 sowie die Ecke 28 auf der Unterseite des Membranstapels 32. Dies hat zur Folge, dass in dem in 8 dargestellten Zustand die Aufbringung einer Kraft auf die Ecke 27 nach oben und einer Kraft auf die Ecke 28 nach unten eine Entfaltung der Membran 8 herbeiführen kann.
Die Ecken 27, 28 sind über geeignete Verbindungsmittel an einen zugeordneten Endbereich eines Mastes 7 angebunden, wobei ein Ausfahren des Mastes 7 zur Erzeugung der zuvor genannten Kräfte an der zugeordneten Ecke 27, 28 und damit einem Entfalten führen kann.
9 zeigt das Aufrollen von vier Membranstapeln 32a, 32b, 32c, 32d zu einem Membranwickel 34 um eine Membranwickelachse 35. Allerdings sind hier die Membranstapel 32 so umgedreht, dass die Bergfalten 24, 26 tatsächlich Talfalten bilden und die Talfalten 23, 25 tatsächlich Bergfalten bilden.
Der Membranwickel 34 ist in 9 lediglich teilweise auf- bzw. abgerollt. In 9 ist ersichtlich, dass bei Aufbringung von Kräften auf die Enden 27, 28 ein Entfalten der Membran 8 lediglich im Bereich des nicht aufgerollten Abschnitts des Membranstapels 32 möglich ist. So ist in 9 für die Ecke 28a lediglich ein Entfalten der Talfalte 25d, der Bergfalte 26c, der Talfalte 25c, der Bergfalte 26b (und lediglich teilweise der Talfalte 25b) möglich, während ein Entfalten der in dem Membranwickel 34 eingeschlossenen Bergfalte 26a und Talfalte 25a nicht möglich ist. Somit korreliert das Ausmaß des Abrollens des Membranwickels 34, also die Länge des freien abgerollten Abschnitts des Membranstapels 32, mit der möglichen Entfaltung quer hierzu und zu der Hauptachse 14 bei Aufbringung von Zugkräften auf die Enden 27, 28. Dies ist anhand der 10 bis 13 nochmals im Detail für einen Membranwickel 34 mit einem einzigen Membranstapel 32 dargestellt:
10 zeigt einen teilweise zu einem Membranwickel 34 gerollten Membranstapel 32 ohne Aufbringung von Zugkräften auf die Enden 27, 28. Mit Aufbringung der Kräfte auf die Enden 27 erfolgt zunächst ein Entfalten entlang der Talfalten 23d, 25d, womit der Zustand gemäß 11 erreicht ist. Eine weitere Entfaltung führt zur Entfaltung der Bergfalte 24c, 26c (vgl. 12). Weitere Entfaltungen um die Talfalte 23c, 25c und die Bergfalte 24b, 26b führen zu dem Zustand gemäß 13.
Die Erläuterung des Entpackens des mindestens einen Membranwickels 34 auf Grundlage der 9 bis 13 ist stark vereinfacht, unter Umständen unter Veränderung des tatsächlichen Entpackungsvorgangs, erfolgt. In der Praxis führt ein Ausfahren der Masten 7 dazu, dass gleichzeitig

a) ein Abrollen des Membranwickels 34 erfolgt, womit sich die Länge des abgerollten Abschnitts des Membranstapels 32 sukzessive erhöht, und
b) ein Entfalten des Membranstapels 32 und der Membranfaltenstapel 29, 30 in entgegengesetzte Richtungen und quer zur Hauptachse 14 sowie der Erstreckung des abgerollten Abschnitts des Membranstapels 32

14 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Leitungsspule 36. Auf die Leitungsspule 36 kann mindestens eine Sammelleitung 19, 20 zu einem Leitungswickel 53 aufgerollt werden, wobei vorzugsweise auf die Leitungsspule 36 Sammelleitungen 19, 20 von vier Membranstapeln 32 gemäß 9 aufgerollt werden können. Die Leitungsspule 36 verfügt über mindestens einen Wickelgang 37. (Möglich ist auch, dass pro Sammelleitung 19, 20 ein eigener Wickelgang vorhanden ist, was auch nur für das Ende eines zunächst gemeinsamen Wickelgangs der Fall sein kann.) Der Wickelgang 37 verfügt über einen Wickelgangboden 38, der eine konkave Kontur aufweist, die sich entlang des Wickelgangs 37 nicht oder nicht wesentlich verändert. Der Wickelgang 37 ist spiralförmig um die Wickelachse 35 geschlungen, wobei die Spiralform in Richtung der Wickelachse 35 gestreckt ist. Der Wickelgang 35 verfügt somit über einen Radius 54 gegenüber der Wickelachse 35, der sich kontinuierlich mit sich vergrößerndem Umfangswinkel um die Wickelachse vergrößert. Der Wickelgang 37 verfügt über benachbarte Windungen 39a, 39b, ... Benachbarte Windungen 39 sind über einen spiralförmigen, radial orientierten Flansch oder eine Rippe 40 voneinander getrennt.
15 zeigt schematisch eine Raumfahrzeug-Spuleinrichtung 41 mit einer Leitungsspule 36 gemäß 14 und einer Membranspule 42. Auf der Membranspule 42 sind entsprechend 9 vier Membranstapel 32a, 32b, 32c, 32d zu einem Membranwickel 34 aufgerollt. Auf der Leitungsspule 36 sind die Sammelleitungen 19, 20 der vier Membranstapel 32 aufgerollt. Die Leitungsspule 36 und die Membranspule 42 bilden eine starre Spuleneinheit, so dass die Leitungsspule 36 und die Membranspule 42 gemeinsam um die Wickelachse 35 verdreht werden. Hierbei sind gemäß 15 die Membranstapel 32 und die zugeordneten Sammelleitungen 19, 20 nahezu vollständig auf die Membranspule 42 und die Leitungsspule 36 aufgerollt. In 9 ist eine Blickrichtung 43 gekennzeichnet, die der Blickrichtung in 15 auf die Membranstapel 32 entspricht, wobei aber in 15 auch die Leitungsspule 36, die Membranspule 42 und das Leitungsnetz 15 dargestellt sind. Der abgerollte Abschnitt des Membranstapels 32a erstreckt sich dabei nahezu parallel zur Zeichenebene gemäß 15 nach rechts, der abgerollte Abschnitt des Membranstapels 32c erstreckt sich nahezu parallel zur Zeichenebene gemäß 15 nach links und der abgerollte Abschnitt des Membranstapels 32d erstreckt sich nahezu vertikal aus der Zeichenebene gemäß 15 heraus. Auf der Leitungsspule 36 sind die sich außerhalb der Membranstapel 32 erstreckenden Sammelleitungen 19 (20) aufgerollt. Zur Vereinfachung sind in 15 lediglich die Sammelleitungen 19 dargestellt, wobei für die Sammelleitungen 20 das Entsprechende gelten kann. Die Sammelleitungen 19 sind auf der Leitungsspule 36 aufgerollt, indem sich diese entlang des Wickelgangs 37 erstrecken. Während in einem ersten Umfangssegment mit einer Umgangserstreckung von 90° des Wickelgangs 37 lediglich die Sammelleitung 19a angeordnet ist, treten die weiteren Sammelleitungen 19b, 19c, 19d jeweils nach einem Umfangssegment von 90° in den Wickelgang 37 ein, so dass nach einer Windung des Wickelgangs 37 vier Sammelleitungen 19a, 19b, 19c, 19d zusammen in dem Querschnitt des Wickelgangs 37 angeordnet sind (und unter Umständen auch entsprechende Sammelleitungen 20a, 20b, 20c, 20d). Im Eintrittsbereich der Sammelleitungen 19, 20 in die Leitungsspule 36, hier in den Wickelgang 37, sind die Sammelleitungen 19, 20 über einen Flansch 44 der Leitungsspule 36 geführt. Auf der dem Membranwickel 34 abgewandten Seite der Leitungsspule 36 treten die Sammelleitungen 19, 20 aus einem weiteren Flansch 45 der Leitungsspule 36 aus, beispielsweise durch Bohrungen oder Ausnehmungen des Flansches 45, oder die Sammelleitungen 19, 20 sind über den Flansch 45 herübergeführt.
Zu erkennen sind in 15 auch die Zweigleitungen 17, 18, wobei auch hier zur Vereinfachung lediglich die Zweigleitungen 17 dargestellt sind. Hierbei sind die Zweigleitungsabschnitte 22 infolge der gepackten Membranstapel 32 verdeckt, während die freien Zweigleitungsabschnitte 21 aus den gepackten Membranstapeln 32 in Richtung der Leitungsspule 36 herausgeführt sind. Hierbei erstrecken sich die freien Zweigleitungsabschnitte 21 parallel zur Wickelachse 35, die der Längsachse der Leitungsspule 36 entspricht. Die freien Zweigleitungsabschnitte 21 sind dabei (bis auf die Neigung des Wickelgangs 37) ungefähr vertikal zu den Sammelleitungen 19 (20) orientiert. Die freien Zweigleitungsabschnitte 21 sind dabei über den Flansch 44 geführt, folgen der Kontur des Wickelgangbodens 38 und sind auf- und abgehend verlaufend in einem Halblängsschnitt hinsichtlich der Wickelachse 35 über die Flansche oder Rippen 40 geführt, um anschließend wieder in den Wickelgang 37 einzutreten. Hierbei können die freien Zweigleitungsabschnitte 21 teilweise mittels der darüber aufgerollten Sammelleitung 19 in den Wickelgang 37 hineingezogen sein und hier fixiert sein.
16 zeigt eine andere Ansicht der Raumfahrzeug-Spuleinrichtung 41 mit dem Membranwickel 34 gemäß 15, in welcher der Membranwickel 34 in einem Längsschnitt dargestellt ist. Zu erkennen ist hier, dass der Membranwickel 34 Wicklungen 46a, 46b, ... aufweist. Infolge der Dicke der Wicklungen 46 verändert sich mit zunehmender Zahl der Wicklungen 46 der Durchmesser der Mantelfläche der Wicklung 46. Abweichend zu den nicht maßstäblichen Verhältnissen in 16 ändern sich zusätzlich die Dicken 47 der Wicklungen 46, indem die Dicke 47 der Wicklungen 46 nach außen zunimmt. Grund hierfür ist, dass, wie insbesondere auf der Oberseite der Membranstapel 32 in 9 zu erkennen ist, die Zahl der Faltungen des Membranstapels 32 nach außen zunimmt. Hierbei ist die Entwicklung der Dicken 47 mit Erhöhung der Zahl der Wicklungen 46 nach außen auch abhängig von dem Durchmesser der Wicklung 46 und eines Kern 48 der Membranspule 42: Dies kann für ein Extrembeispiel für einen sehr kleinen Durchmesser des Kerns 48 erläutert werden, für welchen mehrere Wicklungen auf den Kern 48 aufgerollt werden, bevor dann der Übergang zu einem Teilbereich des Membranstapels 32 erfolgt, in welchem dann die Zahl der Faltungen erhöht ist. Für dieses Beispiel sind somit für mehrere Wicklungen 46 die Dicken 47 konstant, bis mit der Zahl der Veränderung der Lagen der Membran 8 infolge einer Erhöhung der Zahl der Faltungen dann eine (sprunghafte) Veränderung der Dicke 47 erfolgt. Hingegen hat eine Vergrößerung des Durchmessers des Kerns 48 bzw. der Wicklung 46 die folge, dass bereits nach einer Wicklung 46 eine Veränderung der Zahl der Faltungen und der Lagen der Membran 8 erfolgt und eine Veränderung der Dicke 47 auftritt. Schließlich ist auch möglich, dass im Bereich einer Wicklung 46 für noch größere Durchmesser des Kerns 48 bzw. der Wicklung 46 mindestens eine Veränderung der Zahl der Lagen der Membran 8 erfolgt, so dass sich bereits über die Wicklung 46 in Umfangsrichtung derselben die Dicke 47 verändert.
Der Verlauf der Änderung des Radius 54 des Wickelgangs 37 der Leitungsspule 36 trägt den folgenden Anforderungen Rechnung:

a) Wie insbesondere in 1 zu erkennen ist, erfolgt ein Abrollen des Membranwickels 34 entlang der Hauptachse 14. Eine Verdrehung der Raumfahrzeug-Spuleinrichtung 41 führt zu einer Länge des abgerollten Abschnitts L₁ des Membranstapels 32 in Richtung der Hauptachse 14, welche für einen Drehwinkel von 360° L₁ = 2 π R entspricht, wobei R dem Radius 54 der abgerollten Wicklung des Membranwickels 34 entspricht. Bei der gleichzeitigen Entfaltung des abgerollten Abschnitts der Länge L₁ des Membranstapels 32 bewegen sich die Ecken 27, 28 der Membran 8 entlang der Masten 7a, 7b, womit auch die abgerollten Abschnitte der Sammelleitung 19, 20 entlang den Masten 7a, 7b bewegt werden müssen. Die Länge L₂, welche sich die Ecken 27, 28 entlang der Masten 7a, 7b bewegen, beträgt für das Abrollen des Membranwickels 34 um 360° L₂ = 2 π R √2. Somit muss bei dem Abrollen der Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran 16 eine größere Länge der Sammelleitung 19, 20 freigegeben werden als die Länge des freigegebenen Membranstapels 32 beträgt. Abweichend zu den dargestellten Ausführungsformen kann somit der Durchmesser der Leitungsspule 36 und des Wickelgangs 37 größer sein als der Durchmesser des Membranwickels 34, um diesen Effekt zu berücksichtigen. Den genannten unterschiedlichen Längen L₁, L₂ kann Rechnung getragen werden durch unterschiedliche Durchmesser der Windungen des Membranwickels 34 einerseits und des Leitungswickels 53 andererseits. (Sind abweichend zu 1 nicht vier Membranen 8 eingesetzt mit einem Öffnungswinkel von 90°, ist eine entsprechende Anpassung des Unterschieds des Durchmessers des Wickelgangs 37 zu dem Durchmesser des Membranwickels 34 erforderlich.)
b) Selbst bei Annahme, dass die Dicke 47 der Wicklungen 46 konstant wäre, führt die Erhöhung der Zahl der Wicklungen zu einer Veränderung des Außendurchmessers des Membranwickels 34, so dass sich entsprechend der Veränderung des Durchmessers des Membranwickels auch der zugeordnete Durchmesser des Wickelgangs 37 verändern muss. Hieraus ergibt sich, dass der Wickelgang 37 in diesem Fall auf einer Mantelfläche eines Kegels verlaufen muss, dessen Öffnungswinkel mit der Dicke einer Wicklung 46 des Membranwickels 34 korreliert.
c) Nimmt wie erläutert, die Dicke 47 der Wicklungen 46 nach außen zu, muss auch die Änderung des Radius 54 in dem zugeordneten Abschnitt des Wickelgangs 37 größer werden. Der veränderten Dicke 47 der Wicklungen 46 wird somit Rechnung getragen durch eine sich zunehmend vergrößernde Änderung des Radius 54 des Wickelgangs 37 mit zunehmender Aufrolllänge der Sammelleitung 19, 20. Der Wickelgang 37 verläuft dann nicht auf der Mantelfläche eines Wickelgangkörpers entsprechend einem Kegel mit einem geradlinigen geneigten Halblängsschnitt. Vielmehr verläuft der Wickelgang 37 dann auf einem rotationssymmetrischen Wickelgangkörper, dessen Halblängsschnitt entsprechend dem Halblängsschnitt geneigt ist und zusätzlich konkav ausgebildet ist.
d) Einen weiteren Einfluss auf den Verlauf der Änderung des Radius 54 des Wickelgangs 37 der Leitungsspule 36 hat eine etwaige Veränderung der Dicke der Membranen 8 über deren Erstreckung.

Die Gestaltung der Veränderung des Radius 54 des Wickelgangs 37 kann einem, mehreren oder sämtlichen der vorgenannten Effekte a), b), c) Rechnung tragen.
Für die in 15 und 16 dargestellte Ausführungsform ist die Leitungsspule 36 so orientiert, dass sich der Radius 54 des Wickelgangs 37 in Richtung des Membranwickels 34 vergrößert.
17 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Leitungsspule 36 entgegengesetzt orientiert ist, so dass sich der Durchmesser des Wickelgangs 37 mit zunehmender Entfernung von dem Membranwickel 34 vergrößert. Anders gesagt ist in 17 der Öffnungswinkel des kegelförmigen Wickelgangkörpers des Wickelgangs 37 von dem Membranwickel 34 weg orientiert, während in 16 die Öffnung in Richtung des Membranwickels 34 orientiert ist.
18 und 19 zeigen unterschiedliche Ansichten einer anderen Ausführungsform einer Leitungsspule 36. Hier verfügen die Flansche 44 sowie Flansche oder Rippen 40 über Ausnehmungen 49, so dass beidseits der Ausnehmungen 49 radial orientierte Finger 50, 51 gebildet werden. Dies ist in 18, 19 lediglich an einigen Stellen mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Ausnehmungen 49 und Finger 50, 51 sind aber gleichmäßig in Umfangsrichtung über den Flansch 44 und den Flansch oder die Rippe 40 verteilt. Hierbei sind Ausnehmungen 49 verschiedener Windungen des Flansches oder der Rippe 40 fluchtend zueinander und parallel zu der Wickelachse 35 orientiert, wie am besten in 19 zu erkennen ist. Die Breite der Finger 50, 51 kann dabei mit zunehmender Verringerung des Radius 54 des Wickelgangs 37 kleiner werden, während die Breite der Ausnehmungen 49 konstant bleiben kann (ohne dass dies zwingend der Fall ist). Mit den Ausnehmungen 49 sind somit parallel zu der Wickelachse 35 verlaufende, über mehrere Windungen des Flansches oder der Rippe 40 durchgehende Nuten 52 gebildet. In den Nuten 52 können einerseits die freien Zweigleitungsabschnitte 21 aufgenommen werden, so dass sich diese bis zu dem Vereinigungspunkt mit der Sammelleitung 19, 20 in einer Nut 52 erstrecken können. Durch Ausnehmungen 49 des Flansches 44 kann auch die Sammelleitung 19, 20 dem Wickelgang 37 im Eintrittsbereich zugeführt werden. Infolge der Ausnehmungen 49 und der hierdurch gebildeten Nuten 52 kann vermieden werden, dass die Leitungsführung der Sammelleitung 19, 20 im Bereich des Flansches 44 und/oder die Leitungsführung der freien Zweigleitungsabschnitte 21 hin- und hergehend verläuft, da einerseits die Flansche oder Rippen 40 und/oder der Flansch 44 überwunden werden müssen und andererseits ein Eintritt in den Wickelgang 37 erforderlich ist. Vielmehr erstrecken sich die freien Zweigleitungsabschnitte 21 weitestgehend geradlinig entlang der Nuten 52. Hierdurch kann die erforderliche Leitungslänge der Zweigleitungsabschnitte 21 reduziert werden, was nicht nur Gewicht spart, sondern auch eine überschüssige Leitungslänge vermeidet, die bei dem Entpacken zu einem „Verheddern“ führen könnte.
Auf Grundlage der 3 bis 8 wurde erläutert, dass die beiden Membranfaltenstapel 29, 30 einzeln von beiden Seiten ausgehend gefaltet werden und dann durch Falten der zentralen Bergfalte 31 der Membranstapel 32 fertig gefaltet wird. Möglich ist aber durchaus auch eine Faltung in einer anderen Reihenfolge. So kann beispielsweise ein sukzessives Falten von der Ecke 27 in Richtung der Ecke 28 erfolgen, bei dem dann nacheinander die Talfalte 23d, die Bergfalte 24c, die Talfalte 23c, die Bergfalte 24b, die Talfalte 23b, die Bergfalte 24a, die Talfalte 23a, die zentrale Bergfalte 31, die Talfalte 25a, die Bergfalte 26a, die Talfalte 25b, die Bergfalte 26b, die Talfalte 25c, die Bergfalte 26c und die Talfalte 25d gefaltet werden.
In 2 verfügt die elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran 16 über entlang beider Seitenränder 10, 11 verlaufende Sammelleitungen 19, 20. Dies hat den Vorteil, dass die Membran vor dem Zusammenbau zu einer Gesamt-Membran gemäß 1 bereits mechanisch und elektrisch als eigenständiges Segment vorgefertigt und gehandhabt werden kann. Durchaus möglich ist aber auch, dass sich eine Sammelleitung 19, die sich entlang eines Seitenrandes 11a einer Membran 8a und entlang des benachbarten Seitenrandes 10b der benachbarten Membran 8b erstreckt, mit Zweigleitungen 17 der Membran 8a und Zweigleitungen 18 der Membran 8b verbunden ist, so dass sich zwischen benachbarten Membranen 8a, 8b lediglich eine Sammelleitung erstreckt.
Die Flansche 44, 45 können auch als Spulenteller ausgebildet sein. Möglich ist, dass die Membranspule 42 und/oder die Leitungsspule 36 gebremst sind, um zu vermeiden, dass bei einem Abrollen der Membranspule 42 und der Leitungsspule 36 zu große Abrollgeschwindigkeiten entstehen, so dass mehr Leitung und/oder Membran infolge des Abrollens freigegeben wird als seitens der Bewegung der Masten aufgenommen werden könnte.
Erfindungsgemäß kann sich eine sehr homogene Packung ergeben, da für den Fall der Ausgestaltung des Leitungsnetzes 15 mit dicken Kabeln, die für die erforderlichen Ströme erforderlich sein können, die Kabel nicht in die Packung integriert sein müssen, sondern im Idealfall lediglich die filigrane, folienbasierte Photovoltaikmembran gefaltet und aufgerollt sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Elektrische Raumfahrzeugmembraneinrichtung
2: (Dünnschicht-)Photovoltaikeinrichtung
3: Antenneneinrichtung
4: Raumfahrzeug
5: Satellit
6: Grundkörper
7: Mast
8: Membran
9: Basis
10: Seitenrand
11: Seitenrand
12: Spitze
13: Zwischenraum
14: Hauptachse
15: Leitungsnetz
16: Elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran
17: Zweigleitung
18: Zweigleitung
19: Sammelleitung
20: Sammelleitung
21: freier Zweigleitungsabschnitt
22: Zweigleitungsabschnitt
23: Bergfalte
24: Talfalte
25: Bergfalte
26: Talfalte
27: Ecke
28: Ecke
29: Membranfaltenstapel
30: Membranfaltenstapel
31: zentrale Bergfalte
32: Membranstapel
33: Faltenlage
34: Membranwickel
35: Wickelachse
36: Leitungsspule
37: Wickelgang
38: Wickelgangboden
39: Windung
40: Flansch, Rippe
41: Raumfahrzeug-Spuleinrichtung
42: Membranspule
43: Blickrichtung
44: Flansch
45: Flansch
46: Wicklung
47: Dicke
48: Kern
49: Ausnehmung
50: Finger
51: Finger
52: Nut
53: Leitungswickel
54: Radius

Claims

Elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) mit a) einer roll- und faltbaren Membran (8), die eine Geometrie aufweist mit einer Basis (9), einer Spitze (12) und Seitenrändern (10, 11), deren Abstand sich in Richtung einer Hauptachse (14) von der Basis (9) in Richtung der Spitze (12) verringert, und b) einem Leitungsnetz (15) mit einer Sammelleitung (19, 20) und von der Sammelleitung (19, 20) abzweigenden Zweigleitungen (17, 18), wobei ba) sich Zweigleitungsabschnitte (20) der Zweigleitungen (17, 18) parallel zur Hauptachse (14) entlang der Membran (8) erstrecken und bb) sich freie Zweigleitungsabschnitte (21) der Zweigleitungen (17, 18) neben einem Seitenrand (10, 11) der Membran (8) erstrecken, bc) die freien Zweigleitungsabschnitte (21) mit der Sammelleitung (19, 20) verbunden sind und bd) sich die Sammelleitung (19, 20) entlang eines Seitenrandes (10, 11) der Membran (8) erstreckt. c) wobei in einem gepackten Zustand der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) ca) die Membran (8) sukzessive parallel zur Hauptachse (14) auf beiden Seiten der Hauptachse (14) zu zwei Membranfaltenstapeln (29, 30) hin- und hergefaltet ist, cb) die beiden Membranfaltenstapel (29, 30) entlang der Hauptachse (14) oder parallel zu der Hauptachse (14) zu einem Membranstapel (32) gefaltet sind, in dem die Membranfaltenstapel (29, 30) voneinander weg weisen, cc) der Membranstapel (32) um eine Wickelachse (35) von der Spitze (12) in Richtung der Basis (9) zu einem Membranwickel (34) aufgerollt ist und cd) die freien Zweigleitungsabschnitte (21) und die Sammelleitung (19, 20) außerhalb des Membranwickels (34) angeordnet sind.
Elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich Zweigleitungsabschnitte (22) der Zweigleitungen (17, 18) entlang Berg- oder Talfalten (23, 25; 24, 26) erstrecken.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) mit a) einer Membranspule (42), auf der eine Membran (8) zu einem Membranwickel (34) aufgerollt werden kann oder ist, und b) einer Leitungsspule (36), auf der eine Leitung zu einem Leitungswickel (53) aufgerollt werden kann oder ist, c) wobei die Membranspule (42) und die Leitungsspule (36) drehfest miteinander verbunden sind, d) die Leitungsspule (36) einen Wickelgang (37) aufweist, in dem die Leitung aufgenommen ist, und e) der Wickelgang (37) einen sich verändernden Radius (54) aufweist.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radius (54) des Wickelgangs (37) kontinuierlich verändert.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Windungen des Wickelgangs (37) über radial orientierte und in Umfangsrichtung der Windungen verteilt angeordnete Finger (50, 51) voneinander getrennt sind, wobei zwischen Fingern (50, 51) Ausnehmungen (49) oder Zwischenräume gebildet sind.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) Finger (50, 51) zwischen mehreren Windungen des Wickelgangs (37) und/oder b) Ausnehmungen (49) oder Zwischenräume zwischen Fingern (50, 51) zwischen mehreren Windungen des Wickelgangs(37) fluchtend zueinander angeordnet sind und durchgehende Nuten (52) bilden.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membranspule (42) eine gefaltete elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) nach Anspruch 1 oder 2 aufgerollt ist.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Radius (54) des Wickelgangs (37) von den Dicken (47) der Wicklungen (46) der Membran (8) in dem Membranwickel (34) abhängig ist.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membranspule (42) in Umfangsrichtung zueinander versetzt mehrere elektrische Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen (16) nach Anspruch 1 oder 2 aufgerollt sind.
Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Sammelleitungen (19, 20) der elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembranen (16) übereinanderliegend in dem Wickelgang (37) der Leitungsspule (36) angeordnet sind.
Verfahren zum Entpacken einer elektrischen Roll-Falt-Raumfahrzeugmembran (16) nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere unter Einsatz einer Raumfahrzeug-Spuleinrichtung (41) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, mit folgenden Verfahrensschritten a) Ausfahren mindestens einer Entpackungsvorrichtung von einem Grundkörper (6) des Raumfahrzeugs, b) Erzeugung einer Zugkraft durch die mindestens eine Entpackungsvorrichtung an den freien Ecken (27, 28) der Membranfaltenstapel (29, 30), wobei infolge der Zugkraft ba) der Membranwickel (34) abrollt wird und bb) die beiden Membranfaltenstapel (29, 30) entfaltet werden.