TOP.02 // ADCS
Lageregelung & Lagebestimmung (PMAC, B-Dot & 3-Achsen)
Passive Permanentmagnet-Ausrichtung, Aharoni-Entmagnetisierungsgrenzen von HyMu-80-Hysteresestäben, B-Dot-Magnetorquer-Entdrallung und 3-Achsen-Reaktionsräder.
1. SatWiki-Enzyklopädie-Spezifikationen (4)
- SQ-SS-007
Passive magnetische Lageregelung (PMAC)
Permanentmagnete, weichmagnetische Hysteresestäbe, Entmagnetisierungsgrenzen und Totband-Physik.
- SQ-SS-003
Lagebestimmung und Lageregelung (ADCS)
Misst die Orientierung des Raumfahrzeugs und richtet es gemäß den Missionsanforderungen aus. Von Magnetometern und Magnetspulen bis hin zu Sternsensoren und Reaktionsrädern deckt das ADCS von Kleinsatelliten Ausrichtgenauigkeiten von einigen zehn Grad bis in den Bogensekundenbereich ab.
- SQ-EN-002
Weltraumumgebung
Thermosphärendichte, Sonnenzyklus (F10.7), atomarer Sauerstoff (AO), Plasma und Strahlungsgürtel in LEO.
- SQ-EN-007
Magnetische Reinheit
Begrenzung parasitärer magnetischer Dipole, Stromschleifen und Streufelder im 50-mm-Maßstab.
2. Interaktive Lab-Rechner & Arbeitsbänke (2)
3. Technische Notizen (4)
- NL-TN-2026-011
Störmomente im PocketQube-Maßstab
Wir berechnen die vier Umweltstörmomente – Gravitationsgradient, aerodynamischer Widerstand, solarer Strahlungsdruck und magnetisches Restdipolmoment – für einen 50 mm großen 1P-PocketQube in Bahnhöhen von 350 bis 700 km und zeigen, warum parasitäre Stromschleifen und ferromagnetische Batteriegehäuse die Lagedynamik von Pikosatelliten dominieren.
- NL-TN-2026-010
Passive magnetische Lageregelung für einen 1P: Auslegung von Magnet und Hysteresestäben
Wir formulieren die gekoppelten magnetostatischen Entwurfsregeln für eine passive magnetische Lageregelung (PMAC) innerhalb eines 50 mm großen PocketQube: die Auslegung des Permanentdipols gegen das aerodynamische Störmoment, die Begrenzung des Magnetstreufelds unterhalb der scheinbaren Sättigungsfeldstärke der Hysteresedämpfer, die Wahl des Stab-Schlankheitsgrads zur Überwindung der Formentmagnetisierung sowie die Abschätzung des verbleibenden Totbandwinkels.
- NL-TN-2026-018
3-Achsen-Reaktionsräder, Sternsensoren und Drallentladung im CubeSat-ADCS
Wir formulieren die gekoppelten Eulerschen Drehimpulsgleichungen für 3U- und 6U-CubeSats mit Reaktionsrädern und CMOS-Sternsensoren sowie die kontinuierliche magnetische Drallentladung.
- NL-TN-2026-003
Magnetische Entdrallung mit B-dot: 1U-CubeSat und 1P-PocketQube im Vergleich
Die erste Aufgabe eines Kleinsatelliten nach dem Ausstoß besteht darin, die vom Deployer aufgeprägte Drehrate abzubauen. Wir leiten das B-dot-Regelgesetz her, das lediglich ein Magnetometer und Magnetorquer benötigt, zeigen, warum es die Rotationsenergie niemals erhöhen kann, und simulieren die Starrkörper-Entdrallung in einem sonnensynchronen 500-km-Orbit mit geneigtem Dipolfeld. Ausgehend von rund 9,6°/s fällt ein 1U mit 0,05-A·m²-Spulen innerhalb weniger Minuten unter 1°/s, während ein 1P mit 0,005-A·m²-Leiterplattenspulen etwa einen Umlauf benötigt; beide konvergieren gegen eine Restdrehrate in der Größenordnung der doppelten Umlaufrate. Abschließend geben wir eine Flugsoftware-Skizze und Entwurfsregeln für PocketQubes.
4. Forschungsmonographien (2)
5. Ingenieurwissenschaftliche Kursmodule (2)
- MODUL 05
Störmomente, PMAC & B-Dot-Detumbling
Warum magnetische Restdipole die Störmomente bei 1P dominieren, Auslegung von Hysteresestäben für PMAC und aktive B-Dot-Magnetorquer-Regelgesetze.
- MODUL 12
3U/6U-CubeSat 3-Achsen-Reaktionsräder, Sternsensoren & S/X-Band-Downlinks
Vom magnetischen 1P-Detumbling zu Bogensekunden-Sternsensoren, Reaktionsrad-Drallentladung, ausklappbaren 20–60-W-Solarflügeln und 50–150-Mbit/s-X-Band-Downlinks.