Space Environment

Winkel zwischen Orbitebene und Sonnenvektor

-Wellenlänge

-Emissionsgrad

-moving parts (add electrical power)

- pumped loop systems

- heater controlled by thermostats

- ohne bewegte Teile, ohne elektr. Energie

--> basiert auf Oberflächen und thermischen Massen

--> Auswahl der Oberflächeneigenschaften

--> Kontrolle der thermischen Leitwege

Kondensationsenergie-Kreislauf >> Konvektion

nein, der Nullpunkt wird auf den Punkt gelegt, bei dem sich die Anziehungskraft  der Erde und der Sonne Aufheben.

--> Vereinfachung, da ein Mehrkörperproblem zu einem Zweikörperproblem gemacht wird

--> daher nicht exakt, aber ausreichend genau

da Gravitation von der Entfernung abhängt, bildet sich über jeden Körper ein Gefälle => Gradient

d.h. die Kraft auf die der Masse zugewandten Seite ist größer und wird mit steigender Entfernung kleiner

abhängig von:
--> Fluchtgeschwindigkeit (Masse & Radius des Planeten)

--> Oberflächentemperatur (Abstand Sonne)

=> ein Teilchen/ Molekül kann nur entkommen, wenn kin. Energie größer als potentielle ist

(also Teilchenabhängig --> H2O bei 1200K OF-T ca 20km/s fluchtgeschwindigkeit)

D-Schicht: 

70-90km, nur tagsüber --> Strahlung Lyman-alpha-Serie absorbiert von Stickstoffmonoxid

E-Schicht:

(80)110-130 km, Tagsüber dick, Nachts dünn 

--> Dissoziation und Rekombination von o2 und N2

--> Nachtphase keine UV, Aber x-Ray

E_s-Schicht:

-ca 110km, sehr dünn, sporadisch, vor allem während Sommerzeit

F-Schicht:

F1: 150-500km, nur tagsüber, extreme UV ionisiert AO

F2: ca 200km, Tag & Nacht, UV absorption und X-ray, elastische Kollision mit pos. Ionen

- Solarflux

- Geomagnetische Aktivität

- Lokalzeit (Sonneneinstrahlung)

- Latitude/Longitude (-> Sonnenvektor)

=> Leuchterscheinung durch angeregte Sauerstoff- und Stickstoffatomen

=> hohe dichte an Elektronen

elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwindes folgen Magnetfeldlinien und treffen auf O2 und N- Atome der Atmosphäre (E-Schicht) und ionisieren => emittieren Licht

- Restatmosphäre erzeugt Widerstand --> Höhenlageänderung

-Erosion durch AO

- Aufladung des Satelliten --> Sat sammelt Elektronen auf OF, Ionen nur auf OF in Flussrichtung --> mehr Elektronen treffen ==> negative Aufladung des Sat

1) wegen der freien Weglänge

--> Weglänge ist umgekehrt proportional zum Druck

2) ideale Gasgesetze

-zerfallende Kometen

- Asteroiden --> Kollisionen im Gürtel

- Freisetzung auf Mond durch Primärmeteoriden

- Reste aus Entstehung Sonnensystem

- Interstelarer Staub

LEO: 11km/s

GEO: 0,1-0,6 km/s

- alle Körper im All sind im "freien Fall" um einen zentralen Körper  (um das Zentrum der Massen aller Körper)

--> GF beeinflussen hauptsächlich bestehende Orbits

--> Gravitationsgradienten verursachen Kräfte auf finite Objekte (Mikrogravitation)

-Restatmosphäre hat einen großen einfluss auf die Vakuumkonditionen, vor allem im LEO

- Zusammensetzung ändert sich signifikant mit der Höhe

- Teil der Atmo ist ioniziert --> erlaubt mit magnetischen Feldern zu interagieren

--> interagiert mit Ionosphäre, Ionen und Elektronen der Sonnenstrahlung

--> erschafft "Strahlungsgürtel"

--> sehr starke und dynamische Interaktion mit der nahen Erdumgebung

- elektromagnetische und Teilchenstrahlung kosmischen und solaren Ursprungs reagiert mit Atmo- & Ionosphäre, magn. Feldern etc.

=> beeinflusst alle Umgebungskonditionen im All 

--> Grundlegende Randbedingungen für beide

Mission Design: Orbitelemente & Startparameter

Spacecraft: Masse, Archtiektur (Gravitatonsgradient!), Antrieb, Kommunikation, Lebenszeit u.v.m.

- Vakuum:

--> Material gast aus & kontaminiert, Leckagen

-->  Schäden von ungefilterter Strahlung

--> fehlende  Wärmeleitung

- Atmo/Iono:

--> Änderung der Höhe/Lage

--> verändert Oberflächeneingenschaften (Erosion!)

--> Schäden/Zerstörung durch Hitze (Wiedereintritt!) 

- Elektromagnetische Strahlung:

--> Energiequelle       --> Hitze        --> Kühlung        --> Altern von externen Oberflächen

--> Höhen & Orbitstörungen (Solarer Druck)

- Teilchenstrahlung:

--> Degradation und brechen von Materialien (Solarzellen)

--> Performancedrift durch "close effect"

--> Hohe Risiken für bemannte Missionen

- Magnetfelder:

--> Höhen/Lageänderung

--> kombinierte Effekte durch interaktion mit Ionosphäre + Teilchenstrahlung

- geringer/mittlere/tödlicher Schaden von externen Teilen abhängig von der Größe + kin. Energie

- geringer Einfluss auf Höhe/Lage

- Design + Prozeduren für end of life

Pre-Launch environment: 

--> kein Design Treiber (Umgebung einfach gehalten und kontrolliert von adequaten Unterstützungsausrüstung und Prozeduren)

Launch environment: 

--> Treiber für Raumfahrzeugdesign: Masse, Volumen, Frequenzen, Mechanische Lasten und Design-Spielraum

--> Treiber für Mission design: Startfenster