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Wie werden Satelliten geplant und dimensioniert?

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tomtom:
Ich würde gerne mal wissen, wie Satelliten geplant und dimensioniert werden und zwar bzgl. Masse und Volumen.

Mein Ausgangspunkt ist, das Satelliten natürlich meistens Einzelfertigungen sind, die aufgrund der hohen Kosten optimiert werden hinsichtlich Gewicht/Startkosten und hinsichtlich Leistung/Missionsziel. Mittlerweile gibt es wohl Satellitenbusse, die die Plattform für verschiedene Satelliten standardisieren (bin da aber nicht im Thema).

Die Frage wäre, warum liegen die einen im klein/kleinst-Bereich, andere im 3t und einige im 6t Segment, können Satelliten auf diversen Trägerraketen gebucht werden? Gibts da Standards? In wie weit werden Satelliten auf bestimmte Träger designed oder eben nicht. Wieviele Vorgaben machen die Trägerraketenanbieter den Satellitenbauern?

Wer weiß dazu was oder hat interessantes Material oder Quellen?

websquid:

--- Zitat von: tomtom am 29. Juli 2011, 23:39:41 ---In wie weit werden Satelliten auf bestimmte Träger designed oder eben nicht.

--- Ende Zitat ---
Grundsätzlich will kein Satellitenbauer von einer einzelnen Rakete abhängig sein. Normalerweise ist es deshalb Usus, dass ein Satellit mindestens von zwei Raketen gestartet werden kann (Ariane 5/Proton). Für die Größe bedeutet das, dass der Satellit in die 4m Nutzlastverkleidung der Proton (die 5m will offenbar keiner haben, obwohl sie theoretisch angeboten wird) und in die Nutzlastverkleidung der Ariane 5 hineinpassen muss. Außerdem wird dadurch die Masse auf maximal 6,3t (Proton/Bris-M-Nutzlast in Ariane 5 äquivalenten GTO) begrenzt. Nur in wenigen Ausnahmefällen werden Satelliten gebaut, die ausschließlich von einer Rakete gestartet werden können. Der einzige der mir da derzeit bekannt ist, ist TerreStar-1 (und der im Bau befindliche TerreStar-2), sowie die Alphabus XL Plattform

Schillrich:
Guten Morgen,

das gilt so für Kommunikationssatelliten. Da bauen Hersteller und Betreiber sehr viel auf "Heritage" bei Bus, Subsystemen und Nutzlast/Payload. Bei quasi allen anderen Missionen, die nicht in den GEO gehen oder die nicht eine ganze Flotte von Satelliten besitzen, geschieht oft deutlich mehr Einzeldesign. Beim Bus wird auch so viel Heritage wie möglich versucht, aber ein Radarsatellit unterscheidet sich in seinem Missionsdesign halt sehr von einem optischen Satelliten oder einem Astronomiesatelliten. Hier ist auch die Größe nicht sofort festgelegt.

Der "sinnvolle" Ansatz zu Dimensionierung ist top-down. Aus der Frage "Was sollen wir machen?" kommen Anforderungen an Orbit und Nutzlast/Payload. Dafür muss man dann den passenden Satelliten konstruieren und den Träger finden.
Es ist aber durchaus auch der Fall, je nach Budget, dass man schon früh auf eine bestimmte Trägerklasse oder einen bestimmten Träger festgelegt ist. Dann werden dadurch schon sehr früh im Design weitere Nebenbedingungen gezogen.

Zur Standardisierung: In der europäischen unbemannten Raumfahrt gibt es das ECSS-System (European Cooperation for Space Standardisation). Alle großen Hersteller und Agenturen arbeiten dort zusammen und haben sich Standards zu Management, Engineering und Qualitätssicherung bei Raumfahrtprojekten gegeben. Dadurch spricht man schneller die "selbe Sprache", hat das selbe Verständnis der Anforderungen und bedient kompatibel die Schnittstellen zueinander.

Im großen Rahmen international-global gibt es von der ISO eine Reihe Standards, bzw. die werden momentan entwickelt. Die sind aber eher generisch, da sie oft "den kleinsten gemeinsamen Nenner" aller Beteiligten darstellen und gehen wenig/kaum in Designdetails. Aber u.a. bei Space-Debris hat die ISO eine Führungsrolle.

Nitro:
Wie Daniel schon schreibt gibt es bei Kommunikationssatelliten den sogenannten Bus. Also eine Art Rohsatellit auf den dann der Betreiber dann seine Transponder setzen kann. Beispiele sind da der Eurostar von Astrium oder der A2100 von Lockheed.

Auch in anderen Bereichen wird das Prinzip vermindert eingesetzt. So basiert bspw. bei MetOp das Nutzlastmodul auf dem von Envisat welches auch vorher schon bei den ERS Satelliten zum Einsatz kam, wobei das Antriebsmodul von den französischen SPOT Satelliten übernommen wurde.

Bogeyman:
Ich habe mir vor kurzem das "Handbuch der Raumfahrttechnik" von Ley, Wittmann und Hallmann gekauft und bin schier begeistert. Unter anderem steht da auch sehr ausfürhlich erklärt, wie Satelliten geplant und dimensioniert werden, und noch viel mehr.... Nein, das soll keine Werbung sein sondern ein Lesetipp  :)

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