Entwicklung und Erprobung einer Steuerungseinheit für ein Radiofrequenz-Ionentriebwerk

Die vorliegende Masterarbeit wurde beim Deutschen Zentrum fur Luft- und Raumfahrt (DLR) in Gottingen am Institut fur Aerodynamik und Stromungstechnik in der Abteilung Raumfahrzeuge an der Simulationsanlage Treibstrahlen Gottingen fur Elektrische Triebwerke (STG-ET) angefertigt. Die STG-ET ist eine Versuchsanlage, deren zentrales Bauteil eine grose Vakuumkammer ist, in der weltraumahnliche Bedingungen erzeugt werden konnen, um elektrische Raumfahrtantriebe (z.B. im Dauerbetrieb) uber mehrere Wochen oder Monate zu testen. Sie wurde im November 2011 in den Dienst gestellt und macht Gottingen zu einem weltweit bedeutenden Standort auf dem Gebiet der elektrischen Raumfahrtantriebe. Elektrische Raumfahrtantriebe finden bereits heute schon Anwendung, unter anderem bei der Lageregelung von Satelliten, und haben auch in der Zukunft noch groses Potenzial fur weitere Anwendungen in der Raumfahrt. Sie weisen zwar im Vergleich zu den konventionellen chemischen Triebwerken einen deutlich geringeren Schub auf (der meist im mN-Bereich liegt), bieten aber grose Vorteile aufgrund der guten Dosierbarkeit des Schubes und der sehr viel hoheren Treibstoffeffizienz. Im Rahmen dieser Arbeit soll fur das zurzeit an der STG-ET vorhandene elektrische Triebwerk, ein Radiofrequenz-Ionentriebwerk vom Typ RIT10/37, eine Steuerungseinheit entwickelt und erprobt werden, die es ermoglicht, das Triebwerk automatisiert zu starten und wahrend des Betriebes zu uberwachen. Hierzu gilt es eine Software zu entwickeln und die einzelnen Hardwarekomponenten, die fur den Betrieb des Triebwerks benotigt werden, uber geeignete Schnittstellen mit einem Steuerungs-PC zu verbinden. Die Steuerung soll am Ende der Arbeit dazu dienen, den Start des Triebwerks zu vereinfachen und zuverlassiger zu gestalten.