Ziel

Das Ziel des Kurses besteht im Erreichen eines tieferen Verständnisses der Technik von Kameras und Spektrometer im Wellenlängenbereich von 400 nm bis ca. 1000 nm, d.h. von Weltrauminstrumenten die mit CCD- oder CMOS-Sensoren arbeiten. Die Teilnehmer(-innen) sollen Grundkenntnisse über verschiedene Instrumentenkonzepte und Abtast- und Messkonzepte sowie über die notwendigen Baugruppen und wichtige Bauteile, wie Optiken, optische Filter, Sensoren, Analog und Digitalelektronik erhalten. Sie sollen wichtige Systemkenngrößen von optischen Welltrauminstrumenten verstehen. Ausgehend von einem „Instrument Requirement Document“ wird in konkreter Projektarbeit durch jeden Teilnehmer das systematische Vorgehen im Entwurf einer optischen Weltraum-Kamera praktiziert.

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, die ihr Verständnis zu optischen Weltrauminstrumenten ausweiten und vertiefen wollen. Er dient dem Erwerb einer breiten Grundlage auf dem Gebiet optische Weltrauminstrumente und dem Erwerb der Entwurfsmethodik für ein Weltrauminstrument.

Inhalte

• RADIOMETRIE IN DER FERNERKUNDUNG
  das elektromagnetisches Spektrum, Quellen und Transfer von Strahlung, das direkte und das inverse Fern-erkundungsproblem, geometrische, spektrale und radiometrische Leistungsparameter von Instrumenten
  
  
• ETWAS SYSTEMTHEORIE FÜR WELTRAUMINSTRUMENTE
  Modellierung eines Instruments im Zeit- und Frequenzbereich und im Orts- und Ortfrequenzbereich, Fouriertransformation und zwei Grundgesetze, periodische und abgetastete Signale, das Abtasttheorem, Punktverwaschungsfunktion und Modulationstransferfunktion eines Instruments, ein Anwendungsbeispiel.
  
  
• KONZEPTE OPTISCHER WELTRAUMINSTRUMENTE
  Typen optischer Weltrauminstrumente, räumliche Abtastkonzepte für bildgebende Weltrauminstrumente, Kamera- und Radiometer-Konzepte, Spektrometer-Konzepte, Hyperspektrometer
  
  
• OPTIK-KONZEPTE, OPTISCHE FILTER UND DETEKTOREN
  Refraktive und reflektive Optikkonzepte, katadioptrische Systemkonzepte, optische Aberrationen, optische Glas- und Interferenz-Filter, CCD- und CMOS Bildwandler
  
  
• KAMERAELEKTRONIK-KONZEPT
  Front-End- und Back-End-Elektronik, Abtast-Halte-Schaltung, Korrelierte Doppelabtastung, Analog-Digital-Wandlung, Rauschen, Signal-Rausch-Abstand, Dynamikbereich eines Instruments, Beispiel eines Kamera-Analogelektronik-Konzeptes, Qualitätsstufen von Bauteilen, Methoden der Produktsicherung
  
  
• DESIGN-PROJEKTARBEIT I
  Instrument Requirement Document, Funktionsbaum für eine Weltraumkamera, Entwurf eines Kamera-Blockschaltbilds, geometrischer Kamera-Entwurf, Abschätzung von Datenraten und –volumen
  
  
• DESIGN-PROJEKTARBEIT II
  Spektraler und radiometrischer Kamera-Entwurf, Modellierung der Instrumentenfunktion, Berechnung von Signal-Rausch-Verhältnis und Dynamikbereich, Abschätzung der System-MTF, Quantifizierung der Bildqualität
  
  
• KALIBRIERUNG VON WELTRAUMINSTRUMENTEN UND VALIDIERUNG DER DATEN
  Begriffsbestimmungen Kalibration und Validierung, Labor-Kalibrierung (geometrisch, radiometrisch, spektral), in-flight-calibration (solar, lunar, star and lamp calibration, vicarious calibration, cross-calibration), Validierung der Daten durch „ground truth“ bzw. „in-situ“ Messungen oder durch Kreuzvergleich mit anderen Missionen

Methode

Der Kurs wird zwei Teilen durchgeführt. Der Vortragsteil wird in Form von Präsentationen durchgeführt, die durch. Klärung von Fragen und Beiträgen der Kursteilnehmer*innen aus Wissenschaft, Industrie und Management bereichert werden.
In einem praktischen Teil wird durch jeden Teilnehmer*in im Rahmen eines Entwurfsprojektes nach vorgegebenen Instrumenten-Anforderungen der geometrische, spektrale und radiometrische Entwurf eines Weltrauminstrumentes durchgeführt. Dazu bringt jeder Teilnehmer*in einen Laptop mit Excel mit. Der Umgang mit Excel sollte bekannt sein.
Das Kursmaterial ist in Englisch, die Präsentationen werden in deutscher Sprache durchgeführt.
Bei Bedarf (> 10 Teilnehmer*innen) kann er auch komplett in Englisch durchgeführt werden.

Kursdauer:2 Tage

Abschluss

Jeder Teilnehmer erhält ein Zertifikat zum Kurs.

Durchführung

Univ.-Prof. a.D. Dr.-Ing. Klaus Brieß, Ingenieurbüro für Raumfahrttechnik
Dr. rer .nat. Siegfried Voigt, DLR

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

Ansprechpartner

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