DE102022130071A1 - Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space - Google Patents

Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space Download PDF

Info

Publication number
DE102022130071A1
DE102022130071A1 DE102022130071.4A DE102022130071A DE102022130071A1 DE 102022130071 A1 DE102022130071 A1 DE 102022130071A1 DE 102022130071 A DE102022130071 A DE 102022130071A DE 102022130071 A1 DE102022130071 A1 DE 102022130071A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
payload
drive unit
unit according
interface
propulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022130071.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Sebo
Moritz Novak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gate Space Innovation At GmbH
Original Assignee
Gate Space Innovation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gate Space Innovation GmbH filed Critical Gate Space Innovation GmbH
Priority to DE102022130071.4A priority Critical patent/DE102022130071A1/en
Priority to PCT/EP2023/081450 priority patent/WO2024104907A1/en
Publication of DE102022130071A1 publication Critical patent/DE102022130071A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/401Liquid propellant rocket engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/223Modular spacecraft systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/26Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/641Interstage or payload connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine auf dem Rückstoßprinzip basierende Antriebseinheit (2) mit einer Tragstruktur(10), mindestens einem regelbaren Triebwerk (4), das an der Tragstruktur (10) angebracht ist, einem Treibstoffvorrat für das Triebwerk (4), einer Schubsteuerung, einer mechanischen Nutzlast-Schnittstelle (30) zur permanenten Ankopplung einer Nutzlast (1) an die Antriebseinheit (2), einer mechanischen Launch-Schnittstelle (32) zur Ankopplung der Antriebseinheit (2) mit daran angebrachter Nutzlast (1) an eine Trägerrakete, und einer Datenschnittstelle zur Nutzlast (1) und zur Trägerrakete.

Figure DE102022130071A1_0000
The invention relates to a propulsion unit (2) based on the recoil principle with a support structure (10), at least one controllable engine (4) which is attached to the support structure (10), a fuel supply for the engine (4), a thrust control, a mechanical payload interface (30) for permanently coupling a payload (1) to the propulsion unit (2), a mechanical launch interface (32) for coupling the propulsion unit (2) with the payload (1) attached to it to a carrier rocket, and a data interface to the payload (1) and to the carrier rocket.
Figure DE102022130071A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine auf dem Rückstoßprinzip basierende Antriebseinheit für eine Nutzlast, beispielsweise einen Satelliten, der mittels einer Trägerrakete in eine Umlaufbahn gebracht wird.The invention relates to a propulsion unit based on the recoil principle for a payload, for example a satellite, which is placed into orbit by means of a carrier rocket.

Vernachlässigt man Luftreibung und Sonnenwind, wirken auf eine solche Nutzlast (nachfolgend auch als „Raumfahrzeug“ bezeichnet) im Newton'schen Sinne nur die Anziehungskräfte benachbarter Massen. Möchte ein Raumfahrzeug seine durch diese Anziehungskräfte vorgegebene Trajektorie verlassen, so benötigt es ein Antriebssystem, welche eine zusätzliche Kraft auf das Raumfahrzeug ausübt und somit seinen Impuls ändert. In Hinblick auf Mobilität, also die Möglichkeit des Verlassens der durch die Massenkräfte vorgegebenen Flugbahn, können mehrere Typen von Antriebssystemen unterschieden werden.If we ignore air friction and solar wind, such a payload (hereinafter also referred to as a "spacecraft") is only affected by the gravitational forces of neighboring masses in the Newtonian sense. If a spacecraft wants to leave the trajectory determined by these gravitational forces, it requires a propulsion system that exerts an additional force on the spacecraft and thus changes its momentum. With regard to mobility, i.e. the possibility of leaving the trajectory determined by the mass forces, several types of propulsion systems can be distinguished.

Einerseits existieren Antriebssysteme (im Weiteren bezeichnet als „integrierte Antriebssysteme“), welche direkt im Raumfahrzeug verbaut werden. Ein Raumfahrzeug mit einem integrierten Antriebssystem profitiert von dauerhafter Mobilität (unter Annahme von dauerhafter Funktionstüchtigkeit des Antriebssystems) und der damit verbundenen Möglichkeit, Änderungen an seinem Orbit und Ausrichtung vorzunehmen. Dies ist besonders relevant in Hinblick auf das Erreichen des gewünschten Orbits nach der Trennung von der Trägerrakete („Last Mile Transfer“), das Erhalten von Position und Ausrichtung während der operativen Lebensdauer des Raumfahrzeugs („Attitüde and Orbit Control“ AOCS), das Durchführen von Rendezvous bzw. Docking-Manövern mit anderen Raumfahrzeugen im Kontext von Wartungs-, Reparatur- und Wiederbetankungsarbeiten, das Durchführen von Ausweichmanövern zur Vermeidung von Kollisionen mit anderen Objekten und das kontrollierte Verlassen des Orbits am Ende der Lebenszeit des Satelliten („De-Orbiting“). Zusätzlich profitiert ein Raumfahrzeug mit integriertem Antriebssystem von effizienter Massen- und Volumenverteilung, denn der Bauraum des Raumfahrzeugs wird bestmöglich ausgenutzt und Systemredundanz tritt nur dort auf, wo es explizit erwünscht ist.On the one hand, there are propulsion systems (hereinafter referred to as "integrated propulsion systems") which are installed directly in the spacecraft. A spacecraft with an integrated propulsion system benefits from permanent mobility (assuming permanent functionality of the propulsion system) and the associated ability to make changes to its orbit and orientation. This is particularly relevant with regard to reaching the desired orbit after separation from the launch vehicle ("last mile transfer"), maintaining position and orientation during the operational lifetime of the spacecraft ("attitude and orbit control" AOCS), carrying out rendezvous or docking maneuvers with other spacecraft in the context of maintenance, repair and refueling work, carrying out evasive maneuvers to avoid collisions with other objects and the controlled departure from orbit at the end of the satellite's lifetime ("de-orbiting"). In addition, a spacecraft with an integrated propulsion system benefits from efficient mass and volume distribution, because the spacecraft's installation space is used as efficiently as possible and system redundancy only occurs where it is explicitly desired.

Andererseits sind externe Antriebssysteme bekannt, auf die Raumfahrzeuge angewiesen sind, die nicht mit einem integrierten Antriebssystem ausgestattet sind. Solche externen Antriebssysteme können selbst als spezialisierte Raumfahrzeuge angesehen werden, die das eigentliche Raumfahrzeug für einen begrenzten Zeitabschnitt der Mission des Raumfahrzeugs im Weltall bewegen. In diesem Fall stellt das zu bewegende Raumfahrzeug lediglich die Nutzlast des externen Antriebssystems dar und nimmt nicht oder nur sehr wenig Einfluss auf dessen Verhalten. Beispiele hierfür sind Trägerraketen und ihre jeweiligen Stufen, Space Tugs, Kickstages, Orbitale Transfervehikel (OTVs) und Landevehikel, welche Nutzlast transportieren. Die Vorteile von externen Antriebssystemen liegen primär darin, dass die Unabhängigkeit von Raumfahrzeug und Antriebssystem maximiert wird. Die gesamte Komplexität der Antriebstechnologie wird auf ein separates System verlagert, mit entsprechenden Vorteilen in Hinblick auf verbesserte Austauschbarkeit und Modularität, verringerte systemische Interdependenz und vereinfachte Integration.On the other hand, external propulsion systems are known that are relied upon by spacecraft that are not equipped with an integrated propulsion system. Such external propulsion systems can themselves be considered as specialized spacecraft that move the actual spacecraft in space for a limited period of the spacecraft's mission. In this case, the spacecraft to be moved merely represents the payload of the external propulsion system and has little or no influence on its behavior. Examples of this are launch vehicles and their respective stages, space tugs, kickstages, orbital transfer vehicles (OTVs) and landing vehicles that transport payloads. The advantages of external propulsion systems are primarily that the independence of the spacecraft and the propulsion system is maximized. The entire complexity of the propulsion technology is shifted to a separate system, with corresponding advantages in terms of improved interchangeability and modularity, reduced systemic interdependence and simplified integration.

Die kontinuierliche Änderung des Schubvektors des Antriebssystems eines Raumfahrzeugs kann grundsätzlich auf drei Arten bewerkstelligt werden:

  • Ansatz 1 „Gimbal“:
    • Es wird mindestens ein Triebwerk verwendet, welches beweglich montiert ist und somit translativ und/oder rotatorisch ausgerichtet werden kann.
  • Ansatz 2 „Differentieller Schub“:
    • Es werden mindestens drei Triebwerke verwendet. Diese sind zwar unbeweglich montiert, können jedoch unabhängig voneinander ihren Schub ändern und somit den Schubvektor, der vom gesamten Antriebssystem erzeugt wird, beeinflussen.
  • Ansatz 3: „Steuerungstriebwerke“:
    • Es werden mehrere Triebwerke verwendet, welche unbeweglich montiert und in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Sie können ihren Schub nicht ändern, sind jedoch in der Lage unabhängig voneinander ein- und ausschalten und somit den Gesamtschubvektor zu beeinflussen.
The continuous change of the thrust vector of a spacecraft's propulsion system can basically be accomplished in three ways:
  • Approach 1 “Gimbal”:
    • At least one engine is used, which is movably mounted and can therefore be aligned translationally and/or rotationally.
  • Approach 2 “Differential thrust”:
    • At least three engines are used. Although they are mounted immobile, they can change their thrust independently of each other and thus influence the thrust vector generated by the entire propulsion system.
  • Approach 3: “Control engines”:
    • Several engines are used, which are mounted immobile and pointing in different directions. They cannot change their thrust, but are able to switch on and off independently of each other and thus influence the overall thrust vector.

Während Ansatz 2 aufgrund seiner mechanischen Simplizität bei Luftfahrzeugen mit unabhängig ansteuerbaren Triebwerken (z.B. Multicopter mit E-Motoren) sehr häufig genutzt wird, ist er gegenüber Ansätzen 1 und 3 bei Raumfahrzeugen nur kaum verbreitet. Dies liegt daran, dass die meisten Triebwerke, die von Raumfahrzeugen verwendet werden, über keine Fähigkeit zur Schubregelung verfügen. Ausnahmen hierfür stellen Landevehikel (z.B. Sky Crane, welcher von der NASA zum Absetzen von Mars-Fahrzeugen verwendet wird) dar.While approach 2 is very commonly used in aircraft with independently controllable engines (e.g. multicopters with electric motors) due to its mechanical simplicity, it is less widely used in spacecraft than approaches 1 and 3. This is because most engines used by spacecraft do not have the ability to control thrust. Exceptions to this are landing vehicles (e.g. Sky Crane, which is used by NASA to land vehicles on Mars).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Antriebssystem für ein Raumfahrzeug zu schaffen, das die jeweiligen Vorteile von integrierten und externen Antriebssystemen kombiniert.The object of the invention is to provide a propulsion system for a spacecraft that combines the respective advantages of integrated and external propulsion systems.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Antriebseinheit vorgesehen mit einer Tragstruktur, mindestens einem regelbaren Triebwerk, das an der Tragstruktur angebracht ist, einem Treibstoffvorrat für das Triebwerk, einer Schubsteuerung, einer mechanischen Nutzlast-Schnittstelle zur permanenten Ankopplung einer Nutzlast an die Antriebseinheit, einer mechanischen Launch-Schnittstelle zur Ankopplung der Antriebseinheit mit daran angebrachter Nutzlast an eine Trägerrakete, und einer Datenschnittstelle und einer elektronischen Schnittstelle zur Nutzlast und zur Trägerrakete. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit stellt ein neuartiges System dar, das konzeptionell zwischen einem integrierte und einem externen Antriebssystem positioniert ist. Mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit wird die Mobilität eines Raumfahrzeugs, das ein für den konkreten Anwendungsfall unzureichendes integriertes Antriebssystem hat, erweitert. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit verfügt über mindestens einen vollständigen und schubregelbaren Antriebsstrang und wird vor dem Start ins Weltall über eine mechanische und elektronische Schnittstelle sowie eine Datenschnittstelle mit dem Raumfahrzeug verbunden. Da der Schubvektor der erfindungsgemäßen Antriebseinheit mittels differentieller Schubsteuerung beeinflusst werden kann, ist dieses wenig sensitiv auf die Massenverteilung des verbundenen Raumfahrzeugs bzw. kann diese kompensieren und ist somit mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Satelliten kompatibel.To achieve this object, according to the invention, a drive unit is provided with a support structure, at least one controllable engine that is attached to the support structure, a fuel supply for the engine, a thrust control, a mechanical payload interface for permanently coupling a payload to the drive unit, a mechanical launch interface for coupling the drive unit with the payload attached to it to a carrier rocket, and a data interface and an electronic interface to the payload and the carrier rocket. The drive unit according to the invention represents a novel system that is conceptually positioned between an integrated and an external drive system. The drive unit according to the invention extends the mobility of a spacecraft that has an integrated drive system that is inadequate for the specific application. The drive unit according to the invention has at least one complete and thrust-controllable drive train and is connected to the spacecraft via a mechanical and electronic interface and a data interface before launch into space. Since the thrust vector of the propulsion unit according to the invention can be influenced by means of differential thrust control, it is less sensitive to the mass distribution of the connected spacecraft or can compensate for it and is thus compatible with a large number of different satellites.

Vorzugsweise sind die Nutzlast-Schnittstelle und die Launch-Schnittstelle vom selben Typ. Dies ermöglicht es, die Antriebseinheit zwischen der Trägerrakete und der Nutzlast anzuordnen, ohne dass die Schnittstelle an der Nutzlast, mit der diese bisher mit der Trägerrakete verbunden wurde, geändert werden muss. In gleicher Weise kann die Schnittstelle an der Trägerrakete, an der bisher die Nutzlast angekoppelt wurde, unverändert weiterverwendet werden.Preferably, the payload interface and the launch interface are of the same type. This makes it possible to arrange the propulsion unit between the launch vehicle and the payload without having to change the interface on the payload that was previously used to connect it to the launch vehicle. In the same way, the interface on the launch vehicle that was previously used to connect the payload can continue to be used unchanged.

Der Treibstoffvorrat besteht vorzugsweise aus einem Brennstoff und einem Oxidator, so dass eine hohe Energiedichte gewährleistet ist.The fuel supply preferably consists of a fuel and an oxidizer so that a high energy density is ensured.

Das Triebwerk ist vorzugsweise starr an der Tragstruktur angebracht ist. Dies verringert das Gewicht, die technische Komplexität und die Kosten der Antriebseinheit, da keine Mechanismen und Aktoren zum Verschwenken des Triebwerks erforderlich sind.The engine is preferably rigidly attached to the support structure. This reduces the weight, technical complexity and cost of the drive unit, since no mechanisms and actuators are required to pivot the engine.

Vorzugsweise sind mehrere Triebwerke vorgesehen, insbesondere vier Triebwerke. Auf diese Weise kann durch geeignete Ansteuerung der Triebwerke, die vorzugsweise hinsichtlich des erzeugten Schubs kontinuierlich regelbar sind, von der Schubsteuerung der Gesamt-Schubvektor mittels kontinuierlicher Schubregelung in Hinblick auf Betrag, Orientierung und Wirkungslinie geändert werden.Preferably, several engines are provided, in particular four engines. In this way, by suitably controlling the engines, which are preferably continuously controllable with regard to the thrust generated, the thrust control can change the total thrust vector in terms of magnitude, orientation and line of action by means of continuous thrust control.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Triebwerke geringfügig schräg zueinander angestellt sind. Hierdurch kann die Nutzlast um alle drei Rotationsachsen vollständig stabilisiert werden, auch wenn alle Triebwerke starr an der Antriebseinheit angebracht sind. Hierdurch ergeben sich geringe Kosten und eine geringe Komplexität.According to one embodiment, it is characterized in that at least two engines are positioned slightly obliquely to one another. This allows the payload to be completely stabilized about all three axes of rotation, even if all engines are rigidly attached to the drive unit. This results in low costs and low complexity.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Schnittstelle zur Wiederbetankung vorgesehen, so dass die Lebensdauer der Antriebseinheit und der damit verbundenen Nutzlast verlängert werden kann.According to one embodiment, an interface for refueling is provided so that the service life of the drive unit and the associated payload can be extended.

In die Antriebseinheit sind vorzugsweise Subsysteme für das Wärmemanagement, das Energiemanagement, eine inertiale Messeinheit und/oder eine Flugsteuerung integriert, so dass die Antriebseinheit in diesen Hinsichten voll funktionsfähig ist, ohne auf entsprechende Subsysteme der Nutzlast angewiesen zu sein.Subsystems for thermal management, energy management, an inertial measurement unit and/or flight control are preferably integrated into the propulsion unit so that the propulsion unit is fully functional in these respects without being dependent on corresponding subsystems of the payload.

Die Antriebseinheit selbst hat vorzugsweise kein eigenes Kommunikationssystem, sondern greift auf das Kommunikationssystem der mit ihr gekoppelten Nutzlast zu. Dies verringert die Kosten für die Antriebseinheit; es ist ausreichend, wenn die Datenschnittstelle der Antriebseinheit zum Austausch von Kommunikationsdaten zwischen Antriebseinheit und Nutzlast ausgelegt ist, die die Nutzlast über eine Kommunikationseinheit erhält.The drive unit itself preferably does not have its own communication system, but accesses the communication system of the payload coupled to it. This reduces the costs for the drive unit; it is sufficient if the data interface of the drive unit is designed to exchange communication data between the drive unit and the payload, which the payload receives via a communication unit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigt:

  • 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Antriebseinheit gekoppelt mit einer Nutzlast,
  • 2 eine perspektivische Explosionsansicht der Baugruppe aus Antriebseinheit und Nutzlast von 2,
  • 3 in einer perspektivischen Draufsicht die erfindungsgemäße Antriebseinheit der Baugruppe von 1,
  • 4 in einer perspektivischen Unteransicht die erfindungsgemäße Antriebseinheit der Baugruppe von 1,
  • 5 in einer perspektivischen Seitenansicht die erfindungsgemäße Antriebseinheit der Baugruppe von 1, wobei die in der Antriebseinheit vorgesehenen Tanks und weiteren Baugruppen wie Flugsteuerung und Batterien nicht dargestellt sind, und
  • 6 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit der Baugruppe von 1.
The invention is described below using an embodiment shown in the accompanying drawings, in which:
  • 1 in a perspective view a drive unit according to the invention coupled with a payload,
  • 2 an exploded perspective view of the drive unit and payload assembly of 2 ,
  • 3 in a perspective top view the drive unit according to the invention of the assembly of 1 ,
  • 4 in a perspective bottom view the drive unit according to the invention of the assembly of 1 ,
  • 5 in a perspective side view the drive unit according to the invention of the assembly of 1 , whereby the tanks and other components provided in the drive unit such as flight control and batteries are not shown, and
  • 6 a top view of the drive unit of the assembly of 1 .

In den 1 bis 6 ist schematisch eine Nutzlast 1 zu sehen, der eine Antriebseinheit 2 zugeordnet ist.In the 1 to 6 A payload 1 is shown schematically, to which a drive unit 2 is assigned.

Bei der Nutzlast 1 kann es sich insbesondere um einen Satelliten handeln.Payload 1 may in particular be a satellite.

Die Antriebseinheit 2 dient allgemein ausgedrückt dazu, den Impuls der Nutzlast 1 zu ändern. Beim Beispiel des Satelliten dient die Antriebseinheit 2 insbesondere dazu, den Satelliten auf eine andere Umlaufbahn zu bewegen oder eine andere Umlaufgeschwindigkeit zu beschleunigen.Generally speaking, the drive unit 2 serves to change the momentum of the payload 1. In the example of the satellite, the drive unit 2 serves in particular to move the satellite to a different orbit or to accelerate it to a different orbital speed.

Die Antriebseinheit weist einen vollständigen und schubregelbaren Antriebsstrang auf, der auf dem Rückstoßprinzip basiert und mehrere Triebwerke 4 aufweist.The propulsion unit comprises a complete and thrust-controllable drive train based on the recoil principle and comprising several engines 4 .

Jedes Triebwerk 4 weist einen Injektor 6 und eine Schubdüse 8 auf.Each engine 4 has an injector 6 and a thrust nozzle 8.

Die Triebwerke 4 sind starr an einer Tragstruktur 10 der Antriebseinheit 2 angebracht.The engines 4 are rigidly attached to a support structure 10 of the drive unit 2.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedes Triebwerk 4 an einem Flammschutz 11 angebracht, der wiederum an der Tragstruktur 10 angebracht ist. Der Flammschutz 11 ist insbesondere zwischen den Schubdüsen 8 und der Tragstruktur 10 angeordnet.In the embodiment shown, each engine 4 is attached to a flame arrester 11, which in turn is attached to the support structure 10. The flame arrester 11 is arranged in particular between the thrust nozzles 8 and the support structure 10.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Tragstruktur in einer Draufsicht eine allgemein quadratische Form und in den Seitenansichten eine rechteckige Form, wobei die Höhe des Rechtecks kleiner ist als die Seitenlänge des Quadrats.In the embodiment shown, the support structure has a generally square shape in a plan view and a rectangular shape in the side views, wherein the height of the rectangle is smaller than the side length of the square.

Die Abmessungen des Quadrats entsprechen im Wesentlichen den Abmessungen des Querschnitts der Nutzlast 1, so dass die Antriebseinheit 2 nicht oder nur unwesentlich über die Basisfläche der Nutzlast 1 hinausragt.The dimensions of the square essentially correspond to the dimensions of the cross-section of the payload 1, so that the drive unit 2 does not or only insignificantly protrudes beyond the base area of the payload 1.

Es sind aber auch andere Grundformen der Antriebseinheit 2 möglich, beispielsweise achteckig, wobei vier der Seitenflächen des Achtecks parallel zu den Seitenflächen der Nutzlast 1 ausgerichtet sind und vier Seitenfläche zur Anbringung der Triebwerke 4 genutzt werden.However, other basic shapes of the drive unit 2 are also possible, for example octagonal, where four of the side surfaces of the octagon are aligned parallel to the side surfaces of the payload 1 and four side surfaces are used to attach the engines 4.

Abhängig vom benötigten Volumen innerhalb der Antriebseinheit 2 kann diese auch über die Nutzlast hinausragen.Depending on the required volume within the drive unit 2, it can also protrude beyond the payload.

Für die Triebwerke ist eine Treibstoffversorgung vorgesehen. Diese weist hier für jedes Triebwerk 4 einen Oxidatortank 12 auf und einen gemeinsamen Treibstofftank 14 (siehe insbesondere 6). Die Verrohrung, mit der der Oxidator und der Treibstoff zu den Triebwerken 4 geleitet wird, ist mit dem Bezugszeichen 16 versehen. Weiterhin ist als Teil der Treibstoffversorgung ein Tankstutzen 18 zu sehen. Die Steuerung für die Triebwerke 4 ist hier der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.A fuel supply is provided for the engines. This has an oxidizer tank 12 for each engine 4 and a common fuel tank 14 (see in particular 6 ). The piping used to supply the oxidizer and fuel to the engines 4 is provided with the reference number 16. A tank nozzle 18 can also be seen as part of the fuel supply. The control system for the engines 4 is not shown here for the sake of clarity.

Weiterhin ist für die Treibstoffversorgung ein Sicherheitsventil 24 vorgesehen.Furthermore, a safety valve 24 is provided for the fuel supply.

Die Antriebseinheit weist weiterhin die üblichen Subsysteme auf, die für die Funktionstüchtigkeit notwendig sind, beispielsweise eine Flugsteuerung 20 mit Elektronik und inertialer Messeinheit (IMU), ein Thermalmanagement und Batterien 22.The propulsion unit also has the usual subsystems necessary for functionality, such as a flight control system 20 with electronics and inertial measurement unit (IMU), thermal management and batteries 22.

Wenn die Triebwerke 4 parallel zueinander ausgerichtet sind, kann mit differentiellem Schub von ihnen die Nutzlast 1 nur um zwei Achsen (Nicken und Gieren) stabilisiert werden. Falls eine Rollbewegung gewünscht wird, müssten entweder mindestens zwei weitere Triebwerke vorgesehen werden, die einen Schubvektor quer zur Richtung des Schubvektors der parallel zueinander ausgerichteten Triebwerke 4 verwendet werden, oder anstelle der starren Anbindung der Triebwerke müssten mindestens eines von ihnen schwenkbar angebracht werden. Beide Varianten sind mit einem hohen Aufwand verbunden (sowohl hinsichtlich der Steuerung als auch hinsichtlich des Bauaufwandes und des daraus resultierenden Gewichts).If the engines 4 are aligned parallel to each other, the payload 1 can only be stabilized about two axes (pitch and yaw) with differential thrust from them. If a rolling motion is desired, either at least two additional engines would have to be provided, using a thrust vector transverse to the direction of the thrust vector of the engines 4 aligned parallel to each other, or instead of rigidly connecting the engines, at least one of them would have to be mounted so that it can pivot. Both variants are associated with a high level of effort (both in terms of control and construction effort and the resulting weight).

Alternativ können, um eine Rollsteuerung zu ermöglich, mindestens zwei Triebwerke 4 geringfügig entgegengesetzt schräg angestellt werden (also so angeordnet werden, dass ihr Schubvektor schräg zur Längsachse des aus Antriebseinheit 2 und Nutzlast 1 gebildeten Raumfahrzeugs ausgerichtet ist). Auf diese Weise ergeben sich Schubvektoren, die eine Komponente haben, die zu einer Rollbewegung führt.Alternatively, in order to enable roll control, at least two engines 4 can be set at slightly opposite angles (i.e. arranged so that their thrust vector is aligned obliquely to the longitudinal axis of the spacecraft formed by the propulsion unit 2 and the payload 1). This results in thrust vectors that have a component that leads to a roll movement.

Durch die geringfügig schräge Anstellung von mindestens zwei Triebwerken 4 ergibt sich zwar eine geringfügige Reduktion des Schubs in Vorwärtsrichtung und somit eine Reduktion der Gesamteffizienz des Antriebssystems. Allerdings ist dieser Verlust vernachlässigbar gegenüber dem Aufwand, der für alternativen Varianten erforderlich wäre, die eine Rollkontrolle ermöglichen.The slightly inclined positioning of at least two engines 4 results in a slight reduction in thrust in the forward direction and thus a reduction in the overall efficiency of the propulsion system. However, this loss is negligible compared to the effort that would be required for alternative variants that enable roll control.

Auf der Grundseite der Antriebseinheit, die den Injektoren 6 der Triebwerke 4 zugewandt ist, weist die Antriebseinheit 2 eine Nutzlast-Schnittstelle 30 auf. Diese dient zur festen Kopplung mit der Nutzlast 1. „Fest“ bedeutet hier, dass die Verbindung zwischen der Nutzlast 1 und der Antriebseinheit 2 während der Lebensdauer der Nutzlast 1 nicht wieder gelöst wird. Die Antriebseinheit 2 ist einer bestimmten Nutzlast 1 fest zugeordnet.On the base side of the drive unit, which faces the injectors 6 of the engines 4, the drive unit 2 has a payload interface 30. This serves for fixed coupling with the payload 1. “Fixed” here means that the connection between the payload 1 and the drive unit 2 is not to be changed again during the service life of the payload 1. is released. The drive unit 2 is permanently assigned to a specific payload 1.

Die Antriebseinheit 2 weist auf ihre von der Nutzlast-Schnittstelle abgewandten Seite eine Launch-Schnittstelle 32 auf, also eine Schnittstelle, mit der die Antriebseinheit 2 mit einer Trägerrakete verbunden werden kann. Die Kopplung mit der Trägerrakete kann gelöst werden, sobald sich die Antriebseinheit 2 mit der Nutzlast 1 in der gewünschten Umlaufbahn befindet.The drive unit 2 has a launch interface 32 on its side facing away from the payload interface, i.e. an interface with which the drive unit 2 can be connected to a launch vehicle. The coupling with the launch vehicle can be released as soon as the drive unit 2 with the payload 1 is in the desired orbit.

Die Launch-Schnittstelle 32 ist geometrisch identisch mit der Launch-Schnittstelle, die die Nutzlast 1 hat. Dies ermöglicht es, die Antriebseinheit 2 zwischen die Nutzlast 1 und die Trägerrakete „zwischenzuschalten“, ohne dass an der Trägerrakete wesentliche Modifikationen erforderlich sind.The launch interface 32 is geometrically identical to the launch interface that the payload 1 has. This makes it possible to "interpose" the propulsion unit 2 between the payload 1 and the launch vehicle without any significant modifications to the launch vehicle being necessary.

Wesentliches Merkmal der Antriebseinheit 2 ist weiterhin, dass sie kein eigenes Kommunikationssystem aufweist, also keine Antenne, keinen Sender und keinen Empfänger, mit denen eine Kommunikation zu einer Kontrollstation auf der Erde erfolgt. Stattdessen weist die Antriebseinheit 2 eine (in den Figuren nicht sichtbare) Datenschnittstelle auf, über die von der Nutzlast 1 die Daten übertragen werden, die zur Ansteuerung der Antriebseinheit 2 erforderlich sind.Another key feature of the drive unit 2 is that it does not have its own communication system, i.e. no antenna, no transmitter and no receiver with which communication with a control station on earth takes place. Instead, the drive unit 2 has a data interface (not visible in the figures) via which the data required to control the drive unit 2 is transmitted from the payload 1.

Die Antriebseinheit 2 unterscheidet sich von einem integrierten Antriebssystem hinsichtlich der folgenden Merkmale:

  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches typischerweise an einigen unterschiedlichen Stellen mit der Nutzlast verbunden ist, ist die Antriebseinheit 2 nur über genau eine mechanische und genau eine elektronische Schnittstelle mit der Nutzlast verbunden. Außerdem ist genau eine Datenschnittstelle zur Nutzlast hin vorgesehen.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches zumindest teilweise im Bauraum der Nutzlast untergebracht ist, wird die Antriebseinheit 2 vollständig außen an der Nutzlast befestigt.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches keine Schnittstelle zur Trägerrakete hat, dient die Antriebseinheit 2 direkt als die Schnittstelle zur Trägerrakete.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches nicht über eine Flugsteuerung, eine IMU, Thermalmanagement und Batterien verfügt, sondern auf jene der Nutzlast zugreift, verfügt die Antriebseinheit 2 direkt über diese.
The drive unit 2 differs from an integrated drive system with regard to the following features:
  • In contrast to an integrated drive system, which is typically connected to the payload at several different points, the drive unit 2 is only connected to the payload via exactly one mechanical and exactly one electronic interface. In addition, exactly one data interface to the payload is provided.
  • In contrast to an integrated drive system, which is at least partially housed in the installation space of the payload, the drive unit 2 is completely attached to the outside of the payload.
  • In contrast to an integrated propulsion system, which has no interface to the launch vehicle, the propulsion unit 2 serves directly as the interface to the launch vehicle.
  • In contrast to an integrated propulsion system, which does not have a flight controller, an IMU, thermal management and batteries, but accesses those of the payload, the propulsion unit 2 has these directly.

Dies gibt der Antriebseinheit 2 die folgenden Vorteile gegenüber einem integrierten Antriebssystem:

  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches im Allgemeinen als unzusammengebaute Baugruppe an den Kunden überstellt wird, kann die Antriebseinheit 2 als voll integriertes Produkt an den Kunden übergeben werden. Dies kann auch bedeuten, dass die Tanks der Antriebseinheit 2 bereits mit Treibstoff und Oxidator befüllt sind.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem ist der Integrationsaufwand der Antriebseinheit 2 deutlich reduziert. Dies ist mit Kosten- und Zeitersparnis verbunden.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches nur unter Inkaufnahme großer Nachteile (z.B. Ineffizienz in Hinblick auf Volumen und Massenverteilung) als Plug-and-Play System ausgeführt werden kann, ist die Antriebseinheit 2 grundsätzlich als Plug-and-Play Produkt ausgelegt.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem ist der Aufwand, welcher mit Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Antriebslösung verbunden ist, deutlich reduziert. Die Antriebseinheit 2 ist für solche Tätigkeiten räumlich deutlich besser erreichbar. Im Extremfall kann sogar die komplette Antriebseinheit deutlich schneller ausgetauscht werden als ein vergleichbares integriertes Antriebssystem.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches direkt ein Teil der Nutzlast ist, stellt die Antriebseinheit 2 lediglich ein Modul zur Erweiterung der Fähigkeiten der Nutzlast dar.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem ist die Nutzlast auch ohne die Antriebseinheit 2 voll funktionsfähig, sie ist lediglich weniger mobil.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem muss beim Design der Nutzlast die Antriebseinheit 2 kaum berücksichtigt werden. Selbst wenn es beim Design der Nutzlast nicht vorgesehen wurde, kann es nachträglich - nach minimalen Anpassungen an die Nutzlast - zu den meisten Satelliten hinzugefügt werden.
  • Im Gegensatz zur Verwendung eines integrierten Antriebssystems, welche bereits früh in der Designphase eine Definition von Antriebstechnologie, Masse, Volumen und Bauform der Antriebslösung erfordert, ermöglicht die Verwendung die Antriebseinheit 2 auch kurzfristige Änderungen an der Antriebslösung (z.B. Schub, Treibstoffmasse, Gesamtimpuls) und somit dem Missionsprofil.
  • Im Gegensatz zur Verwendung eines integrierten Antriebssystems, welches für Funktionstüchtigkeit auf in der Nutzlast vorhandene, geeignete Flugsteuerung, eine IMU, Thermalmanagement und Batterien angewiesen ist, hat die Antriebseinheit 2 diese bereits intern verbaut.
  • Im Gegensatz zur Verwendung eines integrierten Antriebssystems ermöglicht die Antriebseinheit 2 die Ausstattung derselben Nutzlast in Kombination mit sehr unterschiedlichen Antriebslösungen und somit entsprechend erweiterte Flexibilität.
  • Im Gegensatz zu einem integrierten Antriebssystem, welches signifikante Anforderungen an die Nutzlast stellt (z.B. in Hinblick auf thermale Umgebung), müssen beim Design der Nutzlast keine entsprechenden Anforderungen berücksichtigt werden.
  • Im Gegensatz zur Verwendung eines integrierten Antriebssystems ersetzt die Antriebseinheit 2 die Schnittstelle zur Trägerrakete. Dies spart kundenseitig Kosten und reduziert die Komplexität der Nutzlast.
This gives the drive unit 2 the following advantages over an integrated drive system:
  • In contrast to an integrated drive system, which is generally delivered to the customer as an unassembled unit, the drive unit 2 can be delivered to the customer as a fully integrated product. This can also mean that the tanks of the drive unit 2 are already filled with fuel and oxidizer.
  • In contrast to an integrated drive system, the integration effort of drive unit 2 is significantly reduced. This is associated with cost and time savings.
  • In contrast to an integrated drive system, which can only be implemented as a plug-and-play system at the expense of major disadvantages (e.g. inefficiency in terms of volume and mass distribution), the drive unit 2 is fundamentally designed as a plug-and-play product.
  • In contrast to an integrated drive system, the effort involved in maintenance and repair work on the drive solution is significantly reduced. Drive unit 2 is much easier to reach for such activities. In extreme cases, the entire drive unit can even be replaced much more quickly than a comparable integrated drive system.
  • In contrast to an integrated propulsion system, which is directly part of the payload, the propulsion unit 2 is merely a module to extend the capabilities of the payload.
  • In contrast to an integrated drive system, the payload is fully functional even without the drive unit 2, it is just less mobile.
  • Unlike an integrated propulsion system, the propulsion unit 2 hardly needs to be taken into account when designing the payload. Even if it was not included in the payload design, it can be added later to most satellites - after minimal adjustments to the payload.
  • In contrast to the use of an integrated propulsion system, which requires a definition of the propulsion technology, mass, volume and design of the propulsion solution early in the design phase, the use of the propulsion unit 2 also enables short-term changes to the propulsion solution (e.g. thrust, fuel mass, total impulse) and thus the mission profile.
  • In contrast to the use of an integrated propulsion system, which depends on suitable flight control, an IMU, thermal management and batteries present in the payload for functionality, the propulsion unit 2 already has these installed internally.
  • In contrast to the use of an integrated drive system, Drive Unit 2 enables the same payload to be equipped in combination with very different drive solutions and thus offers correspondingly increased flexibility.
  • In contrast to an integrated propulsion system, which places significant demands on the payload (e.g. with regard to thermal environment), no corresponding requirements need to be taken into account when designing the payload.
  • In contrast to the use of an integrated propulsion system, propulsion unit 2 replaces the interface to the launch vehicle. This saves costs for the customer and reduces the complexity of the payload.

Die Antriebseinheit 2 unterscheidet sich von einem externen Antriebssystem hinsichtlich der folgenden Merkmale:

  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches in der Lage ist, selbstständig im Weltall zu operieren, ist die Antriebseinheit 2 immer auf eine Nutzlast angewiesen, an welcher sie angebracht ist, um funktionstüchtig zu sein. Es ist somit vielmehr ein Subsystem als ein eigenständiges Raumfahrzeug.
  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches über ein Kommunikationssystem verfügt, verfügt die Antriebseinheit 2 nicht über dieses, sondern muss auf das der Nutzlast zugreifen.
  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches die Fähigkeit hat, mehr als eine Nutzlast zu transportieren - entweder seriell oder parallel - , ist jede einzelne Antriebseinheit 2 für lediglich eine einzelne Nutzlast gedacht.
  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches über einen Trennmechanismus und/oder Verbindungsmechanismus zur Nutzlast verfügt, ist die Antriebseinheit 2 dauerhaft an der Nutzlast angebracht und verfügt über keine Fähigkeit der selbstständigen Trennung und/oder Verbindung von der Nutzlast bzw. mit der Nutzlast.
The drive unit 2 differs from an external drive system with regard to the following features:
  • In contrast to an external propulsion system, which is able to operate independently in space, the propulsion unit 2 is always dependent on a payload to which it is attached in order to function. It is therefore more of a subsystem than an independent spacecraft.
  • In contrast to an external drive system, which has a communication system, the drive unit 2 does not have this, but must access that of the payload.
  • In contrast to an external propulsion system, which has the ability to transport more than one payload - either serially or in parallel - each individual propulsion unit 2 is intended for only a single payload.
  • In contrast to an external drive system, which has a separation mechanism and/or connection mechanism to the payload, the drive unit 2 is permanently attached to the payload and has no ability to independently separate and/or connect from or to the payload.

Dies gibt der Antriebseinheit 2 die folgenden Vorteile gegenüber einem externen Antriebssystem:

  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches nur in Ausnahmesituationen dauerhaft mit der Nutzlast verbunden bleibt, ist die Antriebseinheit 2 permanent mit dieser verbunden. Dies ermöglicht Mobilität über die gesamte Lebensdauer der Nutzlast hinweg. Als nicht abschließende Aufzählung umfasst dies Orbit Transfers sowie Anpassungen der Position und der Ausrichtung der Nutzlast zum Zwecke
    • - des Erreichens des erwünschten Orbits nach dem Trennen von der Trägerrakete,
    • - der Veränderung der Mission,
    • - der Durchführung von Annäherungs- und Rendezvous-Manövern mit anderen Raumfahrzeugen oder Nutzlasten, beispielsweise zum Zwecke der Wartung, Reparatur oder Wiederbetankung,
    • - des Ausweichens von Objekten im Weltall,
    • - der Kompensation von atmosphärischem Strömungswiderstand, und/oder
    • - der Entsorgung der Nutzlast.
  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches das Telekommunikationsmodul redundant mit der Nutzlast bzw. dem Raumfahrzeug ausgeführt hat, um selbstständig im Weltall tätig sein zu können, ist dieses bei der Antriebseinheit 2 nicht mit der Nutzlast redundant.
  • Im Gegensatz zu einem externen Antriebssystem, welches über mindestens zwei Trennmechanismen (einem zur Trägerrakete sowie mindestens einem zur Nutzlast/zu den Nutzlasten) verfügt, besitzt die Antriebseinheit 2 nur einen Trennmechanismus zur Trägerrakete. Dies spart Masse und Komplexität.
This gives the drive unit 2 the following advantages over an external drive system:
  • In contrast to an external propulsion system, which only remains permanently connected to the payload in exceptional situations, the propulsion unit 2 is permanently connected to it. This enables mobility over the entire service life of the payload. As a non-exhaustive list, this includes orbit transfers as well as adjustments to the position and orientation of the payload for the purpose of
    • - reaching the desired orbit after separation from the launch vehicle,
    • - the change of mission,
    • - carrying out approach and rendezvous manoeuvres with other spacecraft or payloads, for example for the purposes of maintenance, repair or refuelling,
    • - avoiding objects in space,
    • - compensation of atmospheric flow resistance, and/or
    • - disposal of the payload.
  • In contrast to an external propulsion system, which has implemented the telecommunications module redundantly with the payload or the spacecraft in order to be able to operate independently in space, the propulsion unit 2 is not redundant with the payload.
  • In contrast to an external propulsion system, which has at least two separation mechanisms (one to the launch vehicle and at least one to the payload(s), the propulsion unit 2 has only one separation mechanism to the launch vehicle. This saves mass and complexity.

Claims (12)

Auf dem Rückstoßprinzip basierende Antriebseinheit (2) mit einer Tragstruktur (10), mindestens einem regelbaren Triebwerk (4), das an der Tragstruktur (10) angebracht ist, einem Treibstoffvorrat für das Triebwerk (4), einer Schubsteuerung, einer mechanischen Nutzlast-Schnittstelle (30) zur permanenten Ankopplung einer Nutzlast (1) an die Antriebseinheit (2), einer mechanischen Launch-Schnittstelle (32) zur Ankopplung der Antriebseinheit (2) mit daran angebrachter Nutzlast (1) an eine Trägerrakete, und einer Datenschnittstelle und einer elektronischen Schnittstelle zur Nutzlast (1) und zur Trägerrakete.Propulsion unit (2) based on the recoil principle with a support structure (10), at least one controllable engine (4) which is attached to the support structure (10), a fuel supply for the engine (4), a thrust control, a mechanical payload interface (30) for permanently coupling a payload (1) to the propulsion unit (2), a mechanical launch interface (32) for coupling the propulsion unit (2) with the payload (1) attached thereto to a carrier rocket, and a data interface and an electronic interface to the payload (1) and to the carrier rocket. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzlast-Schnittstelle (30) und die Launch-Schnittstelle (32) vom selben Typ sind.Drive unit according to Claim 1 , characterized in that the payload interface (30) and the launch interface (32) are of the same type. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoffvorrat aus einem Brennstoff und einem Oxidator besteht.Drive unit according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the fuel supply consists of a fuel and an oxidizer. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Triebwerk (4) starr an der Tragstruktur (10) angebracht ist.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the engine (4) is rigidly attached to the support structure (10). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Triebwerke (4) vorgesehen sind, insbesondere vier Triebwerke (4).Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that several engines (4) are provided, in particular four engines (4). Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Triebwerke geringfügig schräg zueinander angestellt sind.Drive unit according to Claim 5 , characterized in that at least two engines are positioned slightly obliquely to each other. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubsteuerung dafür ausgelegt ist, den Gesamt-Schubvektor mittels kontinuierlicher Schubregelung in Hinblick auf Betrag, Orientierung und Wirkungslinie zu verändern.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the thrust control is designed to change the total thrust vector by means of continuous thrust control in terms of magnitude, orientation and line of action. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (18) zur Wiederbetankung vorgesehen ist.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that an interface (18) for refueling is provided. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmemanagement-Subsystem integriert ist.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a thermal management subsystem is integrated. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiemanagement-Subsystem integriert ist.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that an energy management subsystem is integrated. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine inertiale Messeinheit und/oder eine Flugsteuerung integriert sind.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that an inertial measuring unit and/or a flight control are integrated. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenschnittstelle zum Austausch von Kommunikationsdaten zwischen Antriebseinheit und Nutzlast ausgelegt ist, die die Nutzlast (1) über eine Kommunikationseinheit erhält.Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the data interface is designed for the exchange of communication data between the drive unit and the payload, which the payload (1) receives via a communication unit.
DE102022130071.4A 2022-11-14 2022-11-14 Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space Pending DE102022130071A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022130071.4A DE102022130071A1 (en) 2022-11-14 2022-11-14 Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space
PCT/EP2023/081450 WO2024104907A1 (en) 2022-11-14 2023-11-10 Reaction principle-based drive unit for a payload in space

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022130071.4A DE102022130071A1 (en) 2022-11-14 2022-11-14 Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022130071A1 true DE102022130071A1 (en) 2024-05-16

Family

ID=88779518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022130071.4A Pending DE102022130071A1 (en) 2022-11-14 2022-11-14 Propulsion unit based on the recoil principle for a payload in space

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022130071A1 (en)
WO (1) WO2024104907A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628476A (en) 1993-08-20 1997-05-13 Trw Inc. Encapsulating service module for emergency descent vehicles
US6158693A (en) 1998-02-25 2000-12-12 Kistler Aerospace Corporation Recoverable booster stage and recovery method
US6513760B1 (en) 1999-12-14 2003-02-04 Kistler Aerospace Corporation Logistics module system and method
WO2005118394A1 (en) 2004-06-04 2005-12-15 Intersecure Logic Limited Propulsion unit for spacecraft, servicing system for providing in-space service operations, and modular spacecraft
US20070012820A1 (en) 2004-08-11 2007-01-18 David Buehler Reusable upper stage
US7198233B1 (en) 2005-09-19 2007-04-03 Kistler Aerospace Corporation Reusable orbital vehicle with interchangeable cargo modules
US20080078886A1 (en) 2006-08-22 2008-04-03 The Boeing Company Launch vehicle cargo carrier
US20140151509A1 (en) 2010-07-22 2014-06-05 John Zelon Capsule system, service module, and reuseable reentry payload and docking module
WO2022060661A1 (en) 2019-09-20 2022-03-24 Scott Weintraub Reusable modular spacecraft and related systems

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6260804B1 (en) * 1999-03-04 2001-07-17 Lockheed Martin Missiles & Space Functionally and structurally modular parallelogram-shaped spacecraft
US6206327B1 (en) * 1999-03-31 2001-03-27 Lockheed Martin Corporation Modular spacecraft bus
US8485475B2 (en) * 2009-12-16 2013-07-16 Daniel W. Allen Debris removal management system and method of operation thereof
FR2986213B1 (en) * 2012-02-01 2014-10-10 Snecma SPIRAL PROPELLER WITH ELECTRICAL PROPULSION AND CHEMICAL WITH SOLID PROPERGOL
US10287036B2 (en) * 2016-07-08 2019-05-14 Lockheed Martin Corporation Arcjet propulsion systems for spacecraft
CN110104222A (en) * 2019-04-25 2019-08-09 北京控制工程研究所 A kind of modularization propulsion service system promoted based on mixed mode
US11827389B2 (en) * 2020-05-18 2023-11-28 The Boeing Company Additively manufactured satellite

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628476A (en) 1993-08-20 1997-05-13 Trw Inc. Encapsulating service module for emergency descent vehicles
US6158693A (en) 1998-02-25 2000-12-12 Kistler Aerospace Corporation Recoverable booster stage and recovery method
US6513760B1 (en) 1999-12-14 2003-02-04 Kistler Aerospace Corporation Logistics module system and method
WO2005118394A1 (en) 2004-06-04 2005-12-15 Intersecure Logic Limited Propulsion unit for spacecraft, servicing system for providing in-space service operations, and modular spacecraft
US20070012820A1 (en) 2004-08-11 2007-01-18 David Buehler Reusable upper stage
US7198233B1 (en) 2005-09-19 2007-04-03 Kistler Aerospace Corporation Reusable orbital vehicle with interchangeable cargo modules
US20080078886A1 (en) 2006-08-22 2008-04-03 The Boeing Company Launch vehicle cargo carrier
US20140151509A1 (en) 2010-07-22 2014-06-05 John Zelon Capsule system, service module, and reuseable reentry payload and docking module
WO2022060661A1 (en) 2019-09-20 2022-03-24 Scott Weintraub Reusable modular spacecraft and related systems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024104907A1 (en) 2024-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2642061C2 (en) Position control and orbit change method for a three-axis stabilizable satellite, in particular for a geostationary satellite and device for carrying out the method
DE69425730T2 (en) METHOD FOR WORKING SATELLITES IN SPACE
DE69225526T2 (en) Modular solid rocket and launch system
DE68916502T2 (en) ROCKET-DRIVEN, AIR-FREE, DRIVE-SUPPORTED SPACE VEHICLE FOR ORBITAL, SUPRAORBITAL AND SUBORBITAL FLIGHTS.
DE60030264T2 (en) METHOD FOR BRINGING A USE LOAD INTO ORBIT BY MEANS OF A HYBRID MULTIFUNCTIONAL LOADER KIT EQUIPPED WITH A LIQUID FUEL GRAPHIC DRIVE SYSTEM
DE69937371T2 (en) SYSTEM FOR WEARING AND STARTING A LOAD LOAD
DE69619913T2 (en) Economic launch vehicle
DE4434109B4 (en) Three-axis stabilized satellite with low orbit geocentric orientation with single-axis solar generator
EP2497714B1 (en) Recovery and braking device for objects flying freely in space
DE69300535T2 (en) Position control and torque compensation for spacecraft using gimbaled and continuously throttled engines.
DE3786715T2 (en) Passive fuel management order.
DE3879694T2 (en) Method for orienting a synchronized satellite.
DE69231788T2 (en) Triple-axis stabilized satellite with electric engines for position control and orbit maneuvering
DE102009033821A1 (en) Aircraft i.e. flight drone, has support arm structure coupled with hull such that support arm structure is movable relative to hull for condition and/or position regulation of aircraft, where hull is stabilized in perpendicular position
EP2935004B1 (en) Auxiliary platform for high altitude aircraft
WO2010149140A1 (en) Holder for a movable sensor
DE102016209030B4 (en) Modular aircraft
DE60206867T2 (en) Reusable space transportation system
DE102008025607A1 (en) Robust and agile aircraft, has control device for controlling position of thrust module and centre of gravity position of aircraft, and central or local energy supply module with pumps, energy distribution system and supply lines
DE69532522T3 (en) METHOD AND DEVICE FOR WORKING SATELLITES IN THE WORLD SPACE
DE102018211292B4 (en) Attitude control device for a satellite and method for attitude control of a satellite
DE10321333B4 (en) Composite construction for launching a payload into the room
DE602004007642T2 (en) DRALLSTABILIZED UPPER STAGE FOR TRACK RACK
DE102021110634A1 (en) Vertical take-off aircraft
DE1153657B (en) Drive and control device for the output stage of a multi-stage launch vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GATE SPACE INNOVATION GMBH, AT

Free format text: FORMER OWNER: GATE SPACE GMBH, TULLN, AT

R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GATE SPACE INNOVATION GMBH, AT

Free format text: FORMER OWNER: GATE SPACE INNOVATION GMBH, TULLN, AT