19. June 2013
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DSP-ASPOC

Ein Problem bei genauen Messungen von geladenen Teilchen und elektrischen Feldern im Weltraum besteht in der elektrischen Aufladung von Satelliten. Sie entsteht durch die ultraviolette Strahlung der Sonne, welche aus der Oberfläche des Satelliten Elektronen herausschlägt. Die Elektronen tragen ihre negative Ladung somit in die Umgebung, und es bleibt ein bis zu etwa hundert Volt positiv geladener Satellit zurück. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld, in welchem die Bahnen und Energien der heranströmenden Teilchen stark gestört werden.

Abhilfe schafft man durch die aktive Emission von positiven Ladungen in Form eines Strahls positiver Ionen mit hoher Energie. Die Erforschung dieser Ionenstrahlen und der damit zusammenhängenden Wechselwirkungen mit den Teilchen der Umgebung, verbunden mit dem Nutzeffekt einer Reduktion der elektrischen Aufladung der Satelliten auf tolerierbare Werte, ist das Ziel von Untersuchungen in Verbindung mit dem Instrument ASPOC (Active Spacecraft Potential Control).

Dieses Instrument, welches in ähnlicher Form bereits in der ESA-Mission Cluster eingesetzt ist, wird von einer internationalen Arbeitsgruppe entwickelt, in welcher das Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften als Principal Investigator federführend ist. Dieses Institut ist auch für die gesamte Digitalelektronik des Instruments verantwortlich. Einen essentiellen Bestandteil bilden Ionenemitter, die vom Österreichischen Forschungszentrum Seibersdorf entwickelt worden sind. Die zum Einsatz kommenden Flüssigmetall-Ionenemitter sind wegen der niedrigen Schmelztemperatur des verwendeten Indiums für Weltraumzwecke besonders geeignet. Elektronik für die Stromversorgung und Hochspannungserzeugung wird vom Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI) in Kjeller, Norwegen, entwickelt. Das Instrumentengehäuse, Deckel und Verschlussmechanismen für die Ionenemittermodule und Testunterstützung sind Angelegenheit des Space Science Department der ESA bei ESTEC. Die Masse des Instruments für Double Star beträgt 2,7 kg, die Leistungsaufnahme bis zu 2,7 Watt.

 

Am Experiment DSP-ASPOC sind die folgenden Institute beteiligt:

  • Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften
  • Institut für Physik, Österreichisches Forschungszentrum Seibersdorf
  • Space Science Department, ESA/ESTEC
  • Norwegian Defense Research Establishment, Kjeller, Norwegen
  • University of New Hampshire, Durham, NH, USA
  • University of Washington, Seattle, WA, USA
  • Department of Physics, Mullard Space Science Laboratory, University College London, Großbritannien
  • Zentrum für Weltraumforschung und angewandte Forschung, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Peking, China

 

 

Das Grazer Team:

Publikationen

1.  Torkar et al.: Spacecraft potential control for Double Star, Ann. Geophys., 23, 2813-2823, 2005.
IWF / ÖAW, Schmiedlstraße 6, 8042 Graz, Austria, www.iwf.oeaw.ac.at