DE10317261B4

DE10317261B4 - Empfängereinrichtungen in Raumfahrzeugen mit transparenter Verschlusseinrichtung

Info

Publication number: DE10317261B4
Application number: DE2003117261
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Kulinyak
Original assignee: EADS Astrium GmbH
Current assignee: Airbus DS GmbH
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: DE10317261A1; WO2004092014A1

Abstract

Empfängereinrichtung (1) in Raumfahrzeugen mit mindestens einer Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23), wobei die Empfängereinrichtung (1) zum Empfang elektromagnetischer Strahlung (5) ausgelegt ist, wobei die mindestens eine Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23) für die zu empfangende elektromagnetische Strahlung (5) transparent ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Trennmechanismus (4, 41, 42, 43) zum Trennen der mindestens einen Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23) von der Empfängereinrichtung (1) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Empfängereinrichtung in Raumfahrzeugen mit mindestens einer Verschlusseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Raumfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind alle künstlichen Körper, die für einen Einsatz im Weltall ausgelegt sind, insbesondere also Satelliten, Raumsonden, Raumfähren, Raumstationen oder Raketen. Empfängereinrichtungen im Sinne der Erfindung sind alle Einrichtungen, die dazu ausgelegt sind, elektromagnetische Strahlung zu empfangen, beispielsweise zu Zwecken des Datenaustausches zwischen Raumfahrzeugen oder zwischen Raumfahrzeug und Erdstationen oder zwischen sonstigen Objekten, oder auch zu Zwecken der Erfassung, Ortung, Vermessung und/oder Beobachtung von Objekten, die elektromagnetische Strahlung emittieren.

Aus dem Stand der Technik ist aus US 6,199,988 ein optisches Instrument, insbesondere ein Weltraum-Teleskop, mit einer ausfahrbaren Abschirmung zur Abschirmung von Streulicht bekannt. Die Abschirmung ist dabei für elektromagneische Strahlung im optischen Bereich undurchlässig ausgebildet.

DE 696 06 843 T2 beschreibt eine Sonnenschutzfolie, die gegenüber Radiofrequenz-Energie durchlässig ausgebildet ist und die zum Schutz von Antennen oder anderen Gegenständen an einem Raumfahrzeug verwendet werden kann.

Verschlusseinrichtungen von Empfängereinrichtungen in Raumfahrzeugen dienen dazu, empfindliche Teile der Empfängereinrichtung vor Verschmutzung oder Beschädigung zu schützen, insbesondere während inaktiver Phasen. Dazu werden in der Regel, wie beim Stand der Technik nach US 6,199,988 , die Verschlusseinrichtungen während der inaktiven Phase zum Schutz vor die empfindlichen Teile bewegt und während der aktiven Phase von den empfindlichen Teilen wieder wegbewegt. Problematisch gerade für Weltraumanwendungen ist jedoch, wenn die Mechanismen, die die Bewegung der Verschlusseinrichtung bewirken, einen Defekt aufweisen, der eine Bewegung der Verschlusseinrichtung unmöglich macht. Verbleibt dann die Verschlusseinrichtung in einem geöffneten Zustand, so kann ein Schutz der Empfängereinrichtung nicht mehr garantiert werden. Dies wäre aber unter Umständen noch akzeptabel. Verbleibt aber die Verschlusseinrichtung im geschlossenen Zustand, dann kann die Empfängereinrichtung überhaupt nicht mehr betrieben werden. Dies ist für Weltraumanwendungen besonders kritisch, da eine Reparatur – anders als bei terrestrischen Anwendungen – nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Empfängereinrichtung in Raumfahrzeugen mit mindestens einer Verschlusseinrichtung bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik behebt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Der Gegenstand der Erfindung umfasst eine Empfängereinrichtung in Raumfahrzeugen mit mindestens einer Verschlusseinrichtung, wobei die Empfängereinrichtung zum Empfang elektromagnetischer Strahlung ausgelegt ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Verschlusseinrichtung für die zu empfangende elektromagnetische Strahlung transparent ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Empfängereinrichtung auch dann noch betrieben werden kann, wenn aufgrund eines Defekts die Verschlusseinrichtung im geschlossenen Zustand verbleibt. Die Fehleranfälligkeit der Empfängeranordnung wird dadurch deutlich reduziert.

Zusätzlich ist gemäß der Erfindung mindestens ein Trennmechanismus zum Trennen der mindestens einen Verschlusseinrichtung von der Empfängereinrichtung vorgesehen. Trennmechanismen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus dem Dokument M. H. Lucy, R. C. Hardy, E. H. Kist, J. J. Watson and S. A. Wise, Report on Alternative Devices to Pyrotechnics on Spacecraft, 10th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, Logan, Utah, September 16-19, 1996, im Internet abrufbar unter httg://techreports.larc.nasa.gov/ltrs/1996.html. Allerdings ergibt sich aus diesem Dokument keine Anwendung von Trennmechanismen im Rahmen des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung.

Ein solcher Trennmechanismus ermöglicht es, im Falle eines Defekts die Verschlusseinrichtung komplett von der Empfängereinrichtung zu trennen, um den Strahlengang für die Empfängereinrichtung wieder freizugeben. Dies ermöglicht es beispielsweise für den Fall, wenn aufgrund eines Defekts die Verschlusseinrichtung im geschlossenen Zustand verbleibt, dass die Empfängereinrichtung zunächst mit geschlossener Verschlusseinrichtung betrieben wird, um weiterhin einen Schutz der Empfängereinrichtung zu gewährleisten. Kommt es jedoch mit der Zeit zu einer Degradation der Verschlusseinrichtung, beispielsweise durch Beschädigungen, so dass diese den Strahlengang der Empfängereinrichtung beeinträchtigt, so kann durch die Trenneinrichtung dann die Verschlusseinrichtung abgetrennt werden und der Strahlengang somit wieder ohne jegliche Beeinträchtigung freigegeben werden.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Öffnungsmechanismus zum Öffnen der mindestens einen Verschlusseinrichtung vorgesehen ist.

Um zu vermeiden, dass nach dem Abtrennen einer Verschlusseinrichtung die Empfängereinrichtung ohne jeglichen Schutz verbleibt, kann vorgesehen werden, dass mehrere Verschlusseinrichtungen im Strahlengang der Empfängereinrichtung nacheinander angeordnet sind und die Verschlusseinrichtungen voneinander durch jeweils einen Trennmechanismus trennbar verbunden sind. Es kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass Verschlusseinrichtungen mit einem gemeinsamen Öffnungsmechanismus verbunden sind, aber die einzelnen Verschlusseinrichtungen nacheinander abgetrennt werden können. Die jeweils verbleibenden Verschlusseinrichtungen bieten dann noch einen ausreichenden Schutz für die empfindlichen Teile der Empfängereinrichtung und gestatten wiederum aufgrund ihrer Transparenz für die zu empfangende elektromagnetische Strahlung einen weiteren Betrieb der Empfängereinrichtung.

Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung für alle Arten von Empfängereinrichtungen für elektromagnetische Strahlung anwendbar. Insbesondere kann die Empfängereinrichtung als optische Empfängereinrichtung ausgebildet sein. So kann die Empfängereinrichtung beispielsweise als Teil einer optischen Datenkommunikationseinrichtung ausgebildet sein oder auch als Teil eines optischen Sensors, insbesondere als Teil einer optischen Kamera.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 3 am Beispiel einer optischen Empfängereinrichtung erläutert.
Es zeigen:
1: Schematische Darstellung einer Empfängereinrichtung mit einer transparenten Verschlusseinrichtung, Öffnungsmechanismus und Trennmechanismus.
2 Empfängereinrichtung nach 1 mit mehreren Verschlusseinrichtungen und Trennmechanismen
3: Empfängereinrichtung nach 1 mit mehreren Verschlusseinrichtungen, Trennmechanismen und gemeinsamem Öffnungsmechanismus
1 zeigt eine optische Empfängereinrichtung 1 mit einem Linsensystem 7 und einem optischen Detektor 8. Linsensystem 7 und Detektor 8 sind empfindliche Einrichtungen, die durch eine Verschlusseinrichtung 2 geschützt werden sollen. Die Verschlusseinrichtung 2 kann durch einen Öffnungsmechanismus 3 von einer geöffneten Stellung (gestrichelt gezeichnet) in eine geschlossene Stellung bewegt werden. Gemäß der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung 2 optisch transparent ausgebildet, beispielsweise aus Glas oder Quarzglas, so dass optische Strahlung 5 auch dann den Detektor erreicht, wenn sich die Verschlusseinrichtung 2 teilweise oder vollständig vor der Öffnung 6 der Empfängereinrichtung 1 befindet. Zusätzlich weist die Empfängereinrichtung 1 nach 1 einen Trennmechanismus 4 auf, mit dem die Verschlusseinrichtung 2 samt Öffnungsmechanismus 3 von der Empfängereinrichtung 1 getrennt werden kann, um den Strahlengang 5 bei Verschmutzung oder Degradation der Verschlusseinrichtung 2 wieder freizugeben.
2 zeigt eine alternative Ausführung der Empfängereinrichtung nach 1, wobei nun mehrere optisch transparente Verschlusseinrichtungen 21, 22, 23 vorgesehen sind. Diese sind untereinander und mit der Empfängereinrichtung 1 über Trennmechanismen 41, 42, 43 verbunden, so dass bei Degradation der obersten Verschlusseinrichtung 23 zunächst diese abgetrennt werden kann, die übrigen Verschlusseinrichtungen 21, 22 aber noch zum Schutz der Empfängereinrichtung 1 verbleiben. Degradiert auch Verschlusseinrichtung 22, so kann diese durch die Trenneinrichtung 42 abgetrennt werden, es verbleibt noch Verschlusseinrichtung 21. Degradiert schließlich auch diese, so kann die Verschlusseinrichtung 21 durch die Trenneinrichtung 41 abgetrennt werden. Der Schutz der Empfängereinrichtung 1 kann damit deutlich ausgedehnt werden bei weiterer Aufrechterhaltung der Funktionsbereitschaft der Empfängereinrichtung 1. Die Einrichtung nach 2 kommt sogar ganz ohne bewegliche Mechanismen aus, was die Fehleranfälligkeit der Anordnung verringert.
Die Anordnung nach 3 entspricht weitgehend der Anordnung nach 2, wobei jedoch zusätzlich ein gemeinsamer Öffnungsmechanismus 30 für die Verschlusseinrichtungen 21, 22, 23 vorgesehen ist, der analog zum Öffnungsmechanismus 3 aus 1 erlaubt, die Öffnung 6 der Empfängereinrichtung 1 komplett freizugeben, so dass die elektromagnetische Strahlung 5 direkt in die Empfängereinrichtung 1 eintreten kann. Damit wird noch eine weitere Redundanz geschaffen, um den Strahlengang 5 freizugeben.

Claims

Empfängereinrichtung (1) in Raumfahrzeugen mit mindestens einer Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23), wobei die Empfängereinrichtung (1) zum Empfang elektromagnetischer Strahlung (5) ausgelegt ist, wobei die mindestens eine Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23) für die zu empfangende elektromagnetische Strahlung (5) transparent ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Trennmechanismus (4, 41, 42, 43) zum Trennen der mindestens einen Verschlusseinrichtung (2, 21, 22, 23) von der Empfängereinrichtung (1) vorgesehen ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Öffnungsmechanismus (3, 30) zum Öffnen der mindestens einen Verschlusseinrichtung vorgesehen ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verschlusseinrichtungen (21, 22, 23) im Strahlengang (5) der Empfängereinrichtung (1) nacheinander angeordnet sind und die Verschlusseinrichtungen (21, 22, 23) voneinander durch jeweils einen Trennmechanismus (41, 42, 43) trennbar verbunden sind.
Empfängereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinrichtung (1) als optische Empfängereinrichtung ausgebildet ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinrichtung (1) als Teil einer optischen Datenkommunikationseinrichtung ausgebildet ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinrichtung (1) als Teil eines optischen Sensors, insbesondere als Teil einer optischen Kamera ausgebildet ist.