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Interplanetary trajectory optimization for a sep mission to Saturn
No full textThe recently proposed NASA and ESA missions to Saturn and Jupiter pose difficult tasks to mission designers because chemical propulsion scenarios are not capable of transferring heavy spacecraft into the outer solar system without the use of gravity assists. Thus our developed mission scenario based on the joint NASA/ESA Titan Saturn System Mission baselines solar electric propulsion to improve mission flexibility and transfer time. For the calculation of near-globally optimal low-thrust trajectories, we have used a method called Evolutionary Neurocontrol, which is implemented in the low-thrust trajectory optimization software InTrance. The studied solar electric propulsion scenario covers trajectory optimization of the interplanetary transfer including variations of the spacecraft's thrust level, the thrust unit's specific impulse and the solar power generator power level. Additionally developed software extensions enabled trajectory optimization with launcher-provided hyperbolic excess energy, a complex solar power generator model and a variable specific impulse ion engine model. For the investigated mission scenario, Evolutionary Neurocontrol yields good optimization results, which also hold valid for the more elaborate spacecraft models. Compared to Cassini/Huygens, the best found solutions have faster transfer times and a higher mission flexibility in general
Optimization of very-low-thrust trajectories using evolutionary neurocontrol
No full textSearching optimal interplanetary trajectories for low-thrust spacecraft is usually a difficult and time-consuming task that involves much experience and expert knowledge in astrodynamics and optimal control theory. This is because the convergence behavior of traditional local optimizers, which are based on numerical optimal control methods, depends on an adequate initial guess, which is often hard to find, especially for very-low-thrust trajectories that necessitate many revolutions around the sun. The obtained solutions are typically close to the initial guess that is rarely close to the (unknown) global optimum. Within this paper, trajectory optimization problems are attacked from the perspective of artificial intelligence and machine learning. Inspired by natural archetypes, a smart global method for low-thrust trajectory optimization is proposed that fuses artificial neural networks and evolutionary algorithms into so-called evolutionary neurocontrollers. This novel method runs without an initial guess and does not require the attendance of an expert in astrodynamics and optimal control theory. This paper details how evolutionary neurocontrol works and how it could be implemented. The performance of the method is assessed for three different interplanetary missions with a thrust to mass ratio <0.15mN/kg (solar sail and nuclear electric)
Willkommen, heimische Wildtiere! : eine Kampagne zum Thema Artenschutz
No full textTierpatenschaften bilden einen notwendigen Bestandteil, um Gelder für den Artenschutz zu akquirieren und sowohl in Tierschutzprojekte als auch in die Erhaltung der Lebensräume zu investieren. Doch um weiterhin Pat:Innen zu gewinnen und die Spendenbereitschaft zu steigern, müssen Patenschaften persönlicher werden. Dafür schafft dieses Projekt eine neue Form der Patenschaft, die in einer vorwiegend digitalen Kampagne beworben wird. Mithilfe von Kooperationen über Instagram gewinnt das Thema an Reichweite. Unter dem Motto "ganz nah dran“ überwindet die Kampagne die physische Distanz zwischen Wildtier und Pat:In durch virtuelle Erlebnisse und schafft somit eine emotionale Verbindung. Dadurch steigt nicht die Spendenbereitschaft für das Patentier an sich, sondern ihm zuliebe eben auch für den Schutz des Lebensraums. Damit öffnet dieses Konzept den Blick für unkonventionelle Lösungen zum Erhalt der Wildtiere in Deutschland
Health Literacy : Konzeption und Entwurf eines digitalen Informationsangebots zum Thema Gesundheit
No full textNicht zuletzt die Corona-Pandemie hat gezeigt: Gesundheit geht alle Menschen etwas an. Vom Begriff „Health Literacy“ haben viele aber noch nie gehört. Damit gemeint ist die menschliche Gesundheitskompetenz, also die Fähigkeit, mit gesundheitsrelevanten Informationen richtig umzugehen und daraus selbstbestimmte Entscheidungen in Gesundheitsfragen ableiten zu können.
In dieser Arbeit wurden dazu wichtige Aspekte aus der Studie HLS-GER 1 interaktiv und erlebbar aufbereitet. Durch das ausgewählte Informationsdesign wird die Thematik zugänglich gemacht und aufgezeigt, welche gravierenden Auswirkungen schlecht ausgebildete Health Literacy auf die Selbstbestimmtheit und Chancengleichheit der Menschen hat. "Health Literacy" legt den Finger in die Wunde und zeigt, dass vor allem im Bildungskontext noch sehr viel Handlungsbedarf ist
Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice
No full textDie Welt wird wortwörtlich von Plastik überschwemmt - und trotzdem ist kein Ende des trivialen Verpackungsmaterials in Sicht. Die, die sich den Konsequenzen ihres Konsumverhaltens bewusst sind, haben immer noch keinen flächendeckenden Zugang zu Unverpacktläden und es mangelt schlicht an praktischen Alternativen.
Hier knüpft die App „bulk“ an und schlägt ausschließlich unverpackte Lebensmittel vor – bequem bis zur Haustür geliefert. Das Angebot ist qualitativ hochwertig und meist regional. Für ein positives Kauferlebnis veranschaulicht „bulk“, wie viel Plastik mit den Produkten im Vergleich zu einem konventionellen Wocheneinkauf eingespart werden kann. Das gibt Nutzer:Innen eine Grundlage, ihre Entscheidungen kritisch zu hinterfragen und schult den Blick für den Impact sich summierender Kleinigkeiten
Ford Horizon : Sustainable, Electrical, Autonomus
No full textWie könnte sich das Automobil in den nächsten Jahren entwickeln? Das Fahrzeugkonzept „Ford Horizon“ wagt einen Blick in die Zukunft. Nachhaltigkeit, Elektrifizierung und autonomes Fahren sind zurzeit treibende Themen der Automobilbranche und sollen vom Konzept aufgegriffen werden. Der „Ford Horizon“ überzeugt optisch durch eine ästhetische, minimalistische Designsprache, die ruhig und kraftvoll wirkt. Es werden moderne, nachhaltige Materialalternativen für den Innen- und Außenbereich verwendet. Durch Elektromobilität wird weniger Platz für technische Bauteile benötigt, was mehr Freiraum im Innenbereich schafft. Dieser entstandene Freiraum führt in Kombination mit autonomem Fahren zu neuen Möglichkeiten, die in dem Fahrzeugkonzept intelligent genutzt wurden. Ob zum Arbeiten, entspannen oder auch einfach nur, um die Zeit mit den anderen Fahrgästen mehr zu genießen – Mit dem smarten Konzept „Ford Horizon“ kann Fahrzeit zur Freizeit werden
bulk : Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice
No full textDie Welt wird wortwörtlich von Plastik überschwemmt- und trotzdem ist kein Ende des trivialen Verpackungsmaterials in Sicht. Die, die sich den Konsequenzen ihres Konsumverhaltens bewusst sind, haben immer noch keinen flächendeckenden Zugang zu Unverpacktläden und es mangelt schlicht an praktischen Alternativen.
Hier knüpft die App „bulk“ an und schlägt ausschließlich unverpackte Lebensmittel vor – bequem bis zur Haustür geliefert. Das Angebot ist qualitativ hochwertig und meist regional. Für ein positives Kauferlebnis veranschaulicht „bulk“, wie viel Plastik mit den Produkten im Vergleich zu einem konventionellen Wocheneinkauf eingespart werden kann. Das gibt Nutzer:Innen eine Grundlage, ihre Entscheidungen kritisch zu hinterfragen und schult den Blick für den Impact sich summierender Kleinigkeiten
Shaping the future of gender equality
No full textDie Thematik um die Gleichberechtigung von Mann und Frau ist eine hoch aktuelle und wird die Gesellschaft auch in Zukunft weiterhin beschäftigen. Probleme bestehen dabei überall auf der Welt, unterscheiden sich jedoch grundlegend. Obwohl die Voraussetzungen global andere sind, ist das Ziel das gleiche. Die Gleichberechtigung von Mann und Frau. Mit Equality Help entsteht eine Möglichkeit, individuelle Lösungen und Hilfestellungen für jede:n einzelne:n Nutzer:in zu finden. Entscheidend ist dabei die Zusammenarbeit von Wirtschaft, Gesellschaft und Hilfsorganisationen. Mit Hilfe der Digitalisierung kann ein globaler Austausch stattfinden, sowie effizient Prozesse erleichtert werden und für die Thematik sensibilisiert werden. Ziel ist es, Betroffenen zu helfen, als auch jeden Einzelnen in Verantwortung zu nehmen um den gesellschaftlichen Wandel positiv zu beeinflussen.
Multiple NEA rendezvous mission: Solar sailing options
No full textThe scientific interest in near-Earth asteroids (NEAs) and the classification of some of those as potentially hazardous asteroid for the Earth stipulated the interest in NEA exploration. Close-up observations of these objects will increase drastically our knowledge about the overall NEA population. For this reason, a multiple NEA rendezvous mission through solar sailing is investigated, taking advantage of the propellantless nature of this groundbreaking propulsion technology. Considering a spacecraft based on the DLR/ESA Gossamer technology, this work focuses on the search of possible sequences of NEA encounters. The effectiveness of this approach is demonstrated through a number of fully-optimized trajectories. The results show that it is possible to visit five NEAs within 10 years with near-term solar-sail technology. Moreover, a study on a reduced NEA database demonstrates the reliability of the approach used, showing that 58% of the sequences found with an approximated trajectory model can be converted into real solar-sail trajectories. Lastly, this second study shows the effectiveness of the proposed automatic optimization algorithm, which is able to find solutions for a large number of mission scenarios without any input required from the user
Analysis of interplanetary solar sail trajectories with attitude dynamics
No full textWe present a new approach to the problem of optimal control of solar sails for low-thrust trajectory optimization. The objective was to find the required control torque magnitudes in order to steer a solar sail in interplanetary space. A new steering strategy, controlling the solar sail with generic torques applied about the spacecraft body axes, is integrated into the existing low-thrust trajectory optimization software InTrance. This software combines artificial neural networks and evolutionary algorithms to find steering strategies close to the global optimum without an initial guess. Furthermore, we implement a three rotational degree-of-freedom rigid-body attitude dynamics model to represent the solar sail in space. Two interplanetary transfers to Mars and Neptune are chosen to represent typical future solar sail mission scenarios. The results found with the new steering strategy are compared to the existing reference trajectories without attitude dynamics. The resulting control torques required to accomplish the missions are investigated, as they pose the primary requirements to a real on-board attitude control system