Neuartiger Algorithmus entwickelt
© Karlheinz Spindler | Hochschule RheinMain
In vielen Raumfahrtmissionen ist es wichtig, bei Lageregelungsmanövern eines Satelliten die Ausrichtung lichtempfindlicher Instrumente (Teleskope, Kameras, Sensoren) von sogenannten verbotenen Richtungen (Blickrichtungen auf helle Objekte) fernzuhalten. In einem aktuellen Projekt im Masterstudiengang Angewandte Mathematik an der Hochschule RheinMain (HSRM) wurde nun ein neuartiger Algorithmus entwickelt, um solche Lagemanöver in einer robusten und numerisch stabilen Weise zu berechnen. Dabei entstand eine Arbeit, die in der Zeitschrift Astrodynamics, einer führenden Zeitschrift im Bereich der Raumflugdynamik, publiziert werden konnte (David Ailabouni, Andreas Meister, Karlheinz Spindler: Attitude maneuvers avoiding forbidden directions, Astrodynamics 7 (3) 2023, Seiten 351–362).
Kooperative Promotion
Das Projekt ist eingebettet in ein derzeit laufendes kooperatives Promotionsverfahren
in Zusammenarbeit mit der Universität Kassel. Der Promovend David Ailabouni, der sich nach einem Studium des Wirtschaftsingenieurwesens in den Masterstudiengang Angewandte Mathematik der Hochschule RheinMain einschrieb, war bereits während seines Studiums als Co-Autor an einer wissenschaftlichen Publikation im Bereich der mathematischen Biologie beteiligt.
Buch über mathematische Kontrolltheorie
Ein glückliches Zusammenspiel ergab sich zwischen den in dem Promotionsprojekt entwickelten geometrischen Ideen im Bereich der Kontrolltheorie und einer Kontrolltheorie-Vorlesung. Diese hatte Prof. Dr. Karlheinz Spindler im Sommersemester 2023 als gemeinsame Lehrveranstaltung des Studiengangs Angewandte Mathematik der HSRM und des Studiengangs Mathematik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz gehalten. Das für diese Lehrveranstaltung erstellte Manuskript wurde zu einem Buch erweitert, das von einem renommierten Wissenschaftsverlag zur Publikation angenommen wurde und demnächst erscheinen wird (Karlheinz Spindler: Mathematische Kontrolltheorie, Springer Spektrum, Heidelberg 2024).
Prof. Dr. Spindler ist mit dieser Entwicklung sehr zufrieden: „Hier ergab sich eine sehr erfreuliche Verzahnung zwischen aktiver Forschung, der Weiterentwicklung der Lehre und der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses.“
Animation 1: Hier würde man gern eine 90-Grad-Drehung um die blaue Achse ausführen, was aber durch einen verbotenen Bereich führen würde. Der Algorithmus findet eine Lösung, die sich zwischen den verbotenen Bereichen hindurchschlängelt.
Animation 2: Hier überlappen sich die beiden verbotenen Bereiche. Der Algorithmus findet eine Lösung, die um die verbotenen Bereiche herumschwenkt.