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This paper describes the results and methods used during the 8th Global Trajectory Optimization Competition (GTOC) of the DLR team. Trajectory optimization is crucial for most of the space missions and usually can be formulated as a global optimization problem. A lot of research has been done to different type of mission problems. The most demanding ones are low thrust transfers with e.g. gravity assist sequences. In that case the optimal control problem is combined with an integer problem. In most of the GTOCs we apply a filtering of the problem based on domain knowledge.
The scientific interest for near-Earth asteroids as well as the interest in potentially hazardous asteroids from the perspective of planetary defense led the space community to focus on near-Earth asteroid mission studies. A multiple near-Earth asteroid rendezvous mission with close-up observations of several objects can help to improve the characterization of these asteroids. This work explores the design of a solar-sail spacecraft for such a mission, focusing on the search of possible sequences of encounters and the trajectory optimization. This is done in two sequential steps: a sequence search by means of a simplified trajectory model and a set of heuristic rules based on astrodynamics, and a subsequent optimization phase. A shape-based approach for solar sailing has been developed and is used for the first phase. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through a fully optimized multiple near-Earth asteroid rendezvous mission. The results show that it is possible to visit five near-Earth asteroids within 10 years with near-term solar-sail technology.
Manufacturing process simulation enables the evaluation and improvement of autoclave mold concepts early in the design phase. To achieve a high part quality at low cycle times, the thermal behavior of the autoclave mold can be investigated by means of simulations. Most challenging for such a simulation is the generation of necessary boundary conditions. Heat-up and temperature distribution in an autoclave mold are governed by flow phenomena, tooling material and shape, position within the autoclave, and the chosen autoclave cycle. This paper identifies and summarizes the most important factors influencing mold heat-up and how they can be introduced into a thermal simulation. Thermal measurements are used to quantify the impact of the various parameters. Finally, the gained knowledge is applied to develop a semi-empirical approach for boundary condition estimation that enables a simple and fast thermal simulation of the autoclave curing process with reasonably high accuracy for tooling optimization.
Der Beitrag fokussiert die Frage nach dem Stand des durch die Bologna-Reform angestoßenen Kulturwandels im Hinblick auf Kompetenzorientierung am Beispiel der Technischen Universität Hamburg (TUHH). An der TUHH wird bereits seit einigen Jahren daran gearbeitet, die Lehre grundlegend neu auszurichten. Hierfür setzt das hochschuldidaktische "Zentrum für Lehre und Lernen" (ZLL) verschiedene Maßnahmen ein, wie z.B. eine finanzielle und didaktische Unterstützung von Lehrenden bei der Umstellung ihrer Veranstaltungen, Weiterqualifizierungsangebote und Informationsmaterial. Die Maßnahmen ebenso wie die innovierten Veranstaltungen werden von Lehrenden und Studierenden gut evaluiert. Nach dem Ansatz des Constructive Alignments lässt sich jedoch davon ausgehen, dass der Bereich der Prüfungen für eine Einschätzung des Status Quo der Kompetenzorientierung besonders relevant ist. Dieser wird deshalb anhand der beiden Kriterien Prüfungsformate und Schwierigkeitsstufen von Prüfungsaufgaben näher beleuchtet, die eng mit der Kompetenzorientierung zusammen hängen. Ergebnisse hierzu aus einer universitätsweiten Datenbank zur Studienorganisation sowie aus einer Online-Umfrage unter Studierenden weisen darauf hin, dass das Prüfungsformat "Klausur" nach wie vor am stärksten verbreitet ist; zugleich sind die Studierenden nach einer Selbsteinschätzung in Prüfungen vorrangig mit Aufgaben auf den Taxonomieniveaus "Wiedergeben" und "Anwenden" konfrontiert. Dies lässt sich als Hinweis darauf interpretieren, dass es im Hinblick auf eine Kompetenzorientierung in den Prüfungen noch weiteren Veränderungsbedarf gibt.