Ziel

Das Ziel des Grundkurses Weltraumsensorik und -instrumente besteht im Erreichen eines tieferen Verständnisses der Technik von Sensoren, d.h. Wandler elektromagnetischer Strahlung in elektrische Größen und darauf aufbauend von Instrumenten für den Weltraumeinsatz. Die Teilnehmer(-innen) sollen Grundkenntnisse über die verschiedenen Sensoren und Instrumentenkonzepte sowie Abtast- und Messkonzepte in den Spektralbereichen von Gammastrahlung bis zur Mikrowellenstrahlung erhalten. Sie sollen ein "Instrument Requirement Document" kennen und das Vorgehen beim Entwurf eines Sensors praktiziert haben.

Zielgruppe

Der Kurs richtet sich an Fernerkundler(-innen), Ingenieure(-innen), Physiker(-innen), Geo-Wissenschaftler(-innen), Manager(innen) und Mitarbeiter(-innen) aus der Raumfahrtindustrie, der Forschung, dem Raumflugbetrieb und aus dem Raumfahrtmanagement. Er dient dem Erwerb einer breiten Grundausbildung auf dem Gebiet Weltraum-sensoren und –instrumente und dem Erwerb der Entwurfsmethodik für ein Weltrauminstrument.

Inhalte

• FERNERKUNDUNGSINSTRUMENTE FÜR DEN WELTRAUMEINSATZ – EINE EINFÜHRUNG
  Definition eines Weltrauminstruments, Einsatzorte, Weltrauminstrumente und das elektromagnetische Spektrum, geometrische, spektrale und radiometrische Leistungsparameter von Weltrauminstrumenten
• SYSTEMTHEORIE FÜR WELTRAUMINSTRUMENTE
  Sensormodell im Zeitbereich, Frequenzbereich sowie im Ortsbereich und Ortfrequenzbereich, 1D und 2D- Fouriertransformation und einige Grundbeziehungen (Verschiebungssatz, Faltungstheorem, Kreuzkorrelations- und Autokorrelationsfunktion), das Abtasttheorem, Gewichtsfunktion und Transferfunktion, Punktverwaschungsfunktion, optische Übertragungsfunktion und Modulationstransferfunktion eines Instruments.
• SENSORIK UND INSTRUMENTE FÜR GAMMA- UND RÖNTGENSTRAHLUNG
  Der Spektralbereich von Gamma- und Röntgenstrahlung, räumliche Selektion von Gamma- und Röntgenstrahlen, Messung von Intensität und Spektrum, Gamma- und Röntgendetektoren, Gamma- und Röntgenstrahlungs-Weltrauminstrumente
• SENSORIK UND INSTRUMENTE FÜR ULTRAVIOLETTE UND OPTISCHE STRAHLUNG
  Der Wellenlängenbereich, Abtastkonzepte, Performance-Parameter optischer Systeme, Aberrationen optischer Systeme, refraktive, reflektive und katadioptrische Systeme, optische Filter, Detektoren, optische Weltrauminstrumente
  
• SENSORIK UND INSTRUMENTE FÜR INFRAROT-STRAHLUNG
  Der infrarote Wellenlängenbereich, Grundprinzip der Infrarot-Fernerkundung, Auswahl räumlicher Informationen, spektrale Selektion, Detektoren, Infrarot-Instrumente
• SENSORIK UND INSTRUMENTE FÜR FERNES INFRAROT
  Der ferne Infrarot-Wellenlängenbereich (THz-Frequenzbereich), Grundprinzip von Ferninfrarot (FIR)-Weltrauminstrumenten, Auswahl räumlicher Informationen, spektrale Selektion, FIR- bzw. THz-Detektoren, THz- Mischer, direkte THz Radiometer, THz Heterodyn-Instrumente
  
• PASSIVE MIKROWELLEN-SENSORSYSTEME
  Der Mikrowellen-Bereich, Grundprinzip passiver Mikrowellensysteme, Abtastkonzepte, Antennen und Footprint, spektrale Selektion, Strahlungstemperatur, Systemrauschtemperatur, die Radiometergleichung, Direktdetektion, Heterodyn-Radiometer, Mischer-Technologien, passive Mikrowelleninstrumente
• AKTIVE MIKROWELLEN-SENSORSYSTEME
  Grundprinzip aktiver Mikrowellen-Instrumente, die Radar-Gleichung, Radar-Signale im Zeit- und Frequenzbereich, Auswahl räumlicher Informationen, Pulsmodulation und Pulskompression, Entfernungsauflösung und Azimut-Auflösung, Radar Altimeter, Real Aperture Radar (RAR), Synthetic Aperture Radar (SAR)
• DESIGN-PROJEKT: ENTWURF EINES WELTRAUM-INSTRUMENTS
  Die Teilnehme entwerfen unter Anleitung ein optisches Weltrauminstrument nach vorgegeben Anforderungen.
  Teil 1: Entwurf eines „Instrument Requirement Document“, Entwurf eines Funktionsbaums, Entwurf eines Blockschaltbilds für ein optisches Instrument
  Teil 2: Geometrischer Grobentwurf eines Weltrauminstruments, Abschätzung von Datenraten und Datenvolumen
  Teil 3: spektraler und radiometrischer Grobentwurf eines Weltrauminstruments, Modellierung der Systemfunktion des Instruments, Abschätzung von Signal-Rausch-Verhältnis und Dynamikbereich, Berechnung der Modulationsübertragungsfunktion

Methode

Nach einer Einführung mit der Definition von Wellenlängenbereichen und Weltrauminstrumenten, ihre Operationsgebiete und ihre geometrischen, spektralen und radiometrischen Leistungsparameter behandelt der Kurs Weltraumsensoren und -instrumente nach technologisch abgrenzbaren Wellenlängenbereiche in Form von Präsentationen. Klärung von Fragen sowie Beiträge und Diskussionen der Kursteilnehmer aus Wissenschaft, Industrie und Management bereichern die Veranstaltung. Es wird der geometrische, spektrale und radiometrische Grobentwurf eines Weltrauminstrumentes auf Basis eines "Instrument Requirement Document" von den Teilnehmern durchgeführt. Das Kursmaterial ist in Englisch, die Präsentationen werden in deutscher Sprache durchgeführt.

Kursdauer: 3 Tage

Abschluss

Jeder Teilnehmer erhält ein Zertifikat zum Kurs.

Leitung

Univ.-Prof. a.D. Dr.-Ing. Klaus Brieß, Ingenieurbüro für Raumfahrttechnik

Veranstaltungsort

Kurs-Leistungen

• Kursmaterial (Hand-out der Präsentationen),
• Teilnahmezertifikat der DGLR
• Kaffeepause am Vormittag mit Obst
• Mittagessen
• Kaffeepause am Nachmittag mit Kuchen
• Tagungsgetränke im Raum

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Ansprechpartner

Constantin Rang
constantin.rang(at)dglr.de
+49 228 30805-20