DE202005020683U1 - Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding - Google Patents
Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding Download PDFInfo
- Publication number
- DE202005020683U1 DE202005020683U1 DE202005020683U DE202005020683U DE202005020683U1 DE 202005020683 U1 DE202005020683 U1 DE 202005020683U1 DE 202005020683 U DE202005020683 U DE 202005020683U DE 202005020683 U DE202005020683 U DE 202005020683U DE 202005020683 U1 DE202005020683 U1 DE 202005020683U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- space
- mast
- optical system
- rods
- joints
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 8
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 3
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 206010061258 Joint lock Diseases 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/183—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors specially adapted for very large mirrors, e.g. for astronomy, or solar concentrators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/222—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles for deploying structures between a stowed and deployed state
- B64G1/2221—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles for deploying structures between a stowed and deployed state characterised by the manner of deployment
- B64G1/2222—Folding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/66—Arrangements or adaptations of apparatus or instruments, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Telescopes (AREA)
Abstract
Description
ZusammenfassungSummary
Vorrichtung zur raumsparenden Faltung eines ein- oder mehrelementigen Mastes als Teil eines entfaltbaren optischen Systems zum Welraumeinsatz.contraption for the space-saving folding of a single or multi-element mast as part of a deployable optical system for intertwining.
Kernelement
der im Folgenden beschriebenen Vorrichtung ist ein Gelenk, welches
die erforderliche Präzision über eine
Konische Verbindung entsprechend
Die Entfaltungsstruktur, welche sich mit dieser Vorrichtung realisieren lässt, kann besonders vorteilhaft als Teil einer Entfaltungsstruktur basierend auf Stäben und Gelenken für entfaltbare optische Teleskope eingesetzt werden, welche im Weltraum stationiert sind.The Deployment structure, which can be realized with this device leaves, can be particularly advantageous as part of a deployment structure based on bars and joints for deployable optical telescopes are used, which in space are stationed.
Ausgehend von der durch die Vorrichtung zur raumsparenden Faltung eines optischen Systems erreichten Präzision der Entfaltungslage, wird die für das optische System benötigte Präzision über einen zusätzlichen 5- oder 6-Achsigen Aktuator erreicht.outgoing from that through the device for space-saving folding of an optical Systems achieved precision the unfolding situation, which is for the optical system needed Precision over one additional 5- or 6-axis actuator achieved.
Stand der TechnikState of the art
Ein Teleskop ist ein optisches Präzisionsinstrument, dessen optimale Funktion nur sichergestellt ist, wenn alle optischen Komponenten (Spiegel, Linsen, Kamera/Sensoren) innerhalb eng definierter Toleranzen positioniert sind. Die Anforderungen die das Teleskop stellt sind hierbei maßgeblich vom Grad der Komplexität des optischen Systems abhängig. Bei den heute verwendeten Optischen Systemen für Weltraumanwendungen liegen die Positionstoleranzen der optischen Elemente im Bereich weniger Mikrometer.One Telescope is a precision optical instrument, its optimal function is only ensured if all optical Components (mirrors, lenses, camera / sensors) within narrowly defined Tolerances are positioned. The requirements of the telescope are crucial here from the degree of complexity of the optical system dependent. The optical systems for space applications used today are the position tolerances of the optical elements in the area less Micrometers.
Bei auf der Erde stationierten Teleskopen erfolgt der der Aufbau und die Feineinstellung (Kollimation) am Gerät selbst. Korrekturen am Gerät, der Austausch von Teilen oder eine erneute Feineinstellung können jederzeit über einen menschlichen Operator vorgenommen werden. Dies ist für im Weltraum stationierte Teleskope (mit Ausnahme der Shuttle Service Missionen zum Hubble Space Telescope) nicht möglich.at Telescopes stationed on the earth are made of the construction and the fine adjustment (collimation) on the device itself. Corrections on the device, the replacement Parts or fine tuning can be done at any time human operator. This is for in space stationed telescopes (with the exception of shuttle service missions to the Hubble Space Telescope) not possible.
Der Stand der Technik für existierende Weltraumteleskope sind daher starre Systeme, welche auf der Erde assembliert und kollimiert werden, um danach ins All verschickt zu werden. Die einzige Einstellmöglichkeit dieser Systeme ist ein motorisierter Fokus, welcher zum Ausgleichen der thermisch bedingten Längenausdehnung während eines Orbits dient. Der Verzicht auf weitere Einstellmöglichkeiten erfordert ein sehr robustes und stabiles System, dessen einmal auf der Erde erreichte Kollimation während der gesamten Lebenszeit stabil bleibt.Of the State of the art for Existing space telescopes are therefore rigid systems which assembled and collimated on earth, then into space to be sent. The only adjustment option of these systems is a motorized focus, which for balancing the thermally induced Linear expansion while serves an orbit. The waiver of further adjustment possibilities requires a very robust and stable system, which once up Earth reached collimation during the entire lifetime remains stable.
Diese Bauweise führt zu großen Geräten, die die Masse des Satelliten und somit die Bau- und Entwicklungs- als auch die Startkosten in die Höhe treiben.These Construction leads too big Devices, the mass of the satellite and thus the construction and development as well as the starting costs drive up.
Für jede existierende Satellitenklasse gibt es daher bestimmte maximale Teleskopgrößen. Diese werden durch den zur Verfügung stehenden Raum im Satelliten oder der zur Verfügung stehenden Rakete begrenzt. Da ein optisches Teleskop zum großen Teil aus optischen Weg d.h. leerem Raum zwischen den optischen Elementen besteht, welcher nur während der Beobachtung, nicht jedoch für den Transport benötigt wird, wurde in der maßgeblichen Fachliteratur der Lösungsansatz eines Faltbaren Teleskops diskutiert. Zurzeit befinden sich 3 Typen entfaltbarer Teleskope in der Entwicklung: entfaltbare Spiegel, entfaltbare Mast Strukturen mit Kollimationsaktuatoren, entfaltbare Mast Strukturen mit Fokusaktuator.For every existing one Satellite class, there are therefore certain maximum telescope sizes. These be available through the limited space in the satellite or the available rocket. As an optical telescope for the most part optical path i.e. empty space exists between the optical elements, which only during of observation, but not for the transport needed will, was in the relevant Specialist literature of the solution approach of a Foldable Telescope discussed. There are currently 3 types deployable telescopes in development: deployable mirrors, deployable mast structures with collimation actuators, deployable Mast structures with focus actuator.
Allen diesen Konzepten ist gemein, dass das Teleskop im gefalteten Zustand gestartet wird und sich erst im Orbit zu seiner vollen Größe entfaltet. Durch diese Strategie kann ein Großteil der Strukturmasse eingespart werden.all These concepts have in common that the telescope in the folded state is started and unfolds only in orbit to its full size. This strategy can save a large part of the structural mass become.
Hierbei bieten die entfaltbaren Spiegel die größten Einspaarpotentiale, jedoch wird eine technisch sehr komplizierte aktive Kontrolle der Spiegeloberfläche benötigt. Die erforderlichen Toleranzen für die Oberfläche des Spiegels liegen im Nanometerbereich. Diese Technologie ist vor allem für sehr große Weltraumteleskope mit Spiegelgrößen jenseits von 5 m geeignet, welche nicht mehr in die Nutzlastbucht vorhandener Raketen passen. Einziger Vertreter dieser Bauart ist das James Webb Space Telescope von NASA und ESA, welches im Jahr 2011 starten soll.in this connection however, the deployable mirrors offer the greatest savings potential a technically very complicated active control of the mirror surface is needed. The required tolerances for the surface of the Mirrors are in the nanometer range. This technology is above all for very size Space telescopes with mirror sizes beyond of 5 m suitable, which no longer available in the payload bay Rockets fit. The only representative of this type is the James Webb Space Telescope from NASA and ESA, which should start in 2011.
Technisch weitaus einfacher und damit Kostengünstiger sind Teleskope, bei denen nur die Teleskopstruktur mittels eines Mastes oder anderen Vorrichtung entfaltet wird, während alle optischen Komponenten (Spiegel, Linsen, Kamera) klassisch starr sind. Dieser Teleskoptyp eignet sich vor allem für kostengünstige Kleinsatelliten.Technically far simpler and therefore more cost-effective are telescopes, at which only the telescopic structure by means of a mast or other Device is deployed while all optical components (mirrors, lenses, camera) classic rigid are. This type of telescope is particularly suitable for low-cost small satellites.
Bisher werden für diese Konzepte klassische Weltraummechanismen verwendet. Diese basieren auf sehr leichtgewichtigen Konstruktionen (z.B. Federsysteme, ausrollbare bzw. aufrollbare Kohlefasermaststrukturen), welche jedoch nur geringe Steifigkeiten und eine niedrige Genauigkeit aufweisen. Daher sind die zu erreichenden Optischen Parameter begrenzt und ein weniger komplexes optisches System muss gewählt werden.So far be for these concepts used classic space mechanisms. These are based on very lightweight constructions (e.g., spring systems, roll-out or roll-up carbon fiber mast structures), which, however, only small Stiffness and low accuracy. Therefore are limits the optical parameters to be achieved and one less complex optical system must be chosen.
Beschreibungdescription
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht liegen die Anwendungsgebiete der Vorrichtung zur raumsparenden Faltung eines ein- oder mehrelementigen Mastes als Teil eines entfaltbaren optischen Systems zum Welraumeinsatz bei mittelgroßen satellitenbasierten Teleskopen mit Hauptspiegeldurchmessern (Apertur) von 300–3500 mm. Hauptaugenmerk liegt hierbei im Bereich von 300–500 mm Apertur auf Satelliten der 100 kg Klasse.As Table 1 shows the fields of application of the device for the space-saving folding of a single or multi-element mast as part of a deployable optical system for intertwining for medium sized satellite-based telescopes with primary mirror diameters (aperture) from 300-3500 mm. The main focus here is in the range of 300-500 mm aperture on satellites the 100 kg class.
Es
lassen sich Die Nachteile des Stands der Technik nämlich die
Begrenzung auf 200–300
mm Spiegeldurchmesser bei 100 kg Satelliten mit starren Teleskopen
und die herabgesetzte Bildqualität
der entfaltbaren Teleskopkonzepte Mitar und Prism (
Entfaltung eines GelenkesUnfolding of a joint
Die
Hochpräzise
Entfaltung wird über
das Kegelpaar (
Die
in
Entfaltung von 2 oder mehr GelenkenUnfolding of 2 or more joints
Die
Entfaltung erfolgt wie beim zuvor beschriebenen Fall mit einem Gelenk.
Bei
zwei oder mehr Gelenken, wie in
Die Entfaltung bei N-Gelenken erfolgt sinngemäß, wobei die Gelenke nacheinander frei gegeben werden müssen, um eine geordnete Entfaltung der Maststruktur in der gewünschten Reihenfolge zu erreichen.The Unfolding in N-joints takes place analogously, with the joints one after the other have to be given freely, orderly unfolding of the mast structure in the desired To achieve order.
Vorrichtung zur raumsparenden Faltung eines ein- oder mehrelementigen Mastes als Teil eines entfaltbaren optischen Systems zum Welraumeinsatz basierend auf einer ein oder mehrelementigen Maststruktur als Teil eines entfaltbaren Weltraumteleskops ist vorzugsweise mit den im Folgenden Merkmalen zu versehen.contraption for the space-saving folding of a single or multi-element mast as part of a deployable optical system for intertwining based on a one or more element mast structure as part a deployable space telescope is preferably with the in the To provide the following features.
Entfaltung in zwei oder mehr Entfaltungsebenen.Unfolding into two or more levels of development.
Eine
optimale Packungsdichte für
den angestrebten Teleskoptyp lässt
sich mit einer 2 Elementigen Maststruktur erreichen, welche in 2
Ebenen gefaltet ist. Diese Vorgehensweise ist ab
Vorteil
dieser Anordnung ist, dass ein Teleskop mit gefaltetem Strahlengang
und einer Primärbrennweite
von f/2,5-f/3 und
einem Hauptspiegel (
FolienbaffleFolienbaffle
Um
als Teleskop genutzt zu werden muss das Eindringen von Streulicht
verhindert werden. Dazu wird nach der ab
Kollimationcollimation
Die durch die Entfaltung der Maststruktur erreichte Genauigkeit im mm Bereich liegt außerhalb der Anforderungen des Teleskopsystems im μm Bereich.The achieved by the unfolding of the mast structure accuracy in mm Area is outside the requirements of the telescope system in the μm range.
Die
Kollimation erfolgt mittels eines 5 oder 6-achsigen Aktuators (
- 3 entfaltbare Spiegel sind begrenz durch den Innendurchmesser der Rakete (3,5 m)
- 4 entfaltbare Spiegel benötigen aktive Kontrolle der Spiegeloberfläche. Diese Technologie wird nur bei sehr großen Systemen (> 5 m) verwendet, wenn klassische Starre Spiegel nicht mehr in die Raketen passen.
- 5 entfaltbare Spiegel sind begrenz durch den Innendurchmesser der Rakete (3,5 m). Kleiner Systeme als Teleskope mit 0,5 m Spiegeldurchmesser sind ungünstig, da die Kollimationsaktuatoren nur noch mit Hohem aufwand hinter dem Sekundärspiegel platziert werden können.
- 6 Systeme ohne gefalteten Strahlengang haben im Betrieb eine sehr große Systemlänge. Spiegeldurchmesser ist daher begrenz auf etwa 0,2 m.
- 3 deployable mirrors are limited by the inside diameter of the rocket (3.5 m)
- 4 deployable mirrors require active control of the mirror surface. This technology is only used on very large systems (> 5 m), when classic rigid mirrors no longer fit into the rockets.
- 5 deployable mirrors are limited by the inside diameter of the rocket (3.5m). Small systems as telescopes with 0.5 m mirror diameter are unfavorable, since the Kollimationsaktuatoren can be placed only with high effort behind the secondary mirror.
- 6 Systems without a folded beam path have a very long system length during operation. Mirror diameter is therefore limited to about 0.2 m.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202005020683U DE202005020683U1 (en) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202005020683U DE202005020683U1 (en) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202005020683U1 true DE202005020683U1 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38056366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202005020683U Expired - Lifetime DE202005020683U1 (en) | 2005-12-31 | 2005-12-31 | Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202005020683U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107933978A (en) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 北京宇航系统工程研究所 | A kind of carrier rocket rotation retaining mechanism |
-
2005
- 2005-12-31 DE DE202005020683U patent/DE202005020683U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107933978A (en) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 北京宇航系统工程研究所 | A kind of carrier rocket rotation retaining mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2353101C3 (en) | Telescope with image stabilization | |
DE102008014853A1 (en) | Rotary-wing aircraft | |
DE2656673A1 (en) | OBSERVATION AND TARGET DEVICES, ESPECIALLY FOR VEHICLES | |
DE102009001759A1 (en) | locking system | |
CH652217A5 (en) | OPERATING MICROSCOPE. | |
DE69724603T2 (en) | PANORAMIC PERISCOPE | |
WO2015062568A1 (en) | Adjustable mounting arrangement for an object to be positioned precisely relative to a base | |
EP2802933B1 (en) | Optical system for imaging an object | |
DE102006061937A1 (en) | Laser projection device | |
DE202005020683U1 (en) | Device for folding a one or more component mast as part of an unfolding optical system comprises a conical hinge joint for precision unfolding | |
DE102010015644A1 (en) | A seeker head with two detection channels, as well as a rocket that covers such a head | |
EP1731944A1 (en) | Binoculars | |
EP1731945A1 (en) | Telescope with means for compensating blur | |
DE1847987U (en) | RUBBER LENS ADJUSTMENT DEVICE. | |
EP0033768B1 (en) | Theodolite for trajectory measurement and observation | |
EP2802922A1 (en) | Image-stabilized binocular long-range device | |
DE2937878A1 (en) | OPTICAL DEVICE WITH DEVICE FOR IMAGE STABILIZATION | |
DE2649135C3 (en) | Automatic leveling device | |
EP3184951B1 (en) | Collapsible periscope and vision device | |
DE1548371A1 (en) | Panoramic telescope with image stabilization for vehicles | |
DE102009004637A1 (en) | Parallactic mounting device for adjusting astronomical telescopes, particularly smaller amateur telescopes, comprises main assembly, pole block, adjusting drive, and graticule | |
DE102017112111A1 (en) | Device for stabilizing a mobile device | |
DE1208175B (en) | Stabilizing device for optical devices | |
AT41266B (en) | Sight and aiming device for use on ships respectively. on ship guns. | |
DE102004034307B4 (en) | Device for depth control for a Spulenaufschwimmkörper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20070614 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20090708 |
|
R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20120703 |