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The search for life on Mars and in the Solar System - strategies, logistics and infrastructures
(2018)
The question "Are we alone in the Universe?" is perhaps the most fundamental one that affects mankind. How can we address the search for life in our Solar System? Mars, Enceladus and Europa are the focus of the search for life outside the terrestrial biosphere. While it is more likely to find remnants of life (fossils of extinct life) on Mars because of its past short time window of the surface habitability, it is probably more likely to find traces of extant life on the icy moons and ocean worlds of Jupiter and Saturn. Nevertheless, even on Mars there could still be a chance to find extant life in niches near to the surface or in just discovered subglacial lakes beneath the South Pole ice cap. Here, the different approaches for the detection of traces of life in the form of biosignatures including pre-biotic molecules will be presented. We will outline the required infrastructure for this enterprise and give examples of future mission concepts to investigate the presence of life on other planets and moons. Finally, we will provide suggestions on methods, techniques, operations and strategies for preparation and realization of future life detection missions.
For now, the Planetary Defense Conference Exercise 2021's incoming fictitious(!), asteroid, 2021 PDC, seems headed for impact on October 20th, 2021, exactly 6 months after its discovery. Today (April 26th, 2021), the impact probability is 5%, in a steep rise from 1 in 2500 upon discovery six days ago. We all know how these things end. Or do we? Unless somebody kicked off another headline-grabbing media scare or wants to keep civil defense very idle very soon, chances are that it will hit (note: this is an exercise!). Taking stock, it is barely 6 months to impact, a steadily rising likelihood that it will actually happen, and a huge uncertainty of possible impact energies: First estimates range from 1.2 MtTNT to 13 GtTNT, and this is not even the worst-worst case: a 700 m diameter massive NiFe asteroid (covered by a thin veneer of Ryugu-black rubble to match size and brightness), would come in at 70 GtTNT. In down to Earth terms, this could be all between smashing fireworks over some remote area of the globe and a 7.5 km crater downtown somewhere. Considering the deliberate and sedate ways of development of interplanetary missions it seems we can only stand and stare until we know well enough where to tell people to pack up all that can be moved at all and save themselves. But then, it could just as well be a smaller bright rock. The best estimate is 120 m diameter from optical observation alone, by 13% standard albedo. NASA's upcoming DART mission to binary asteroid (65803) Didymos is designed to hit such a small target, its moonlet Dimorphos. The Deep Impact mission's impactor in 2005 successfully guided itself to the brightest spot on comet 9P/Tempel 1, a relatively small feature on the 6 km nucleus. And 'space' has changed: By the end of this decade, one satellite communication network plans to have launched over 11000 satellites at a pace of 60 per launch every other week. This level of series production is comparable in numbers to the most prolific commercial airliners. Launch vehicle production has not simply increased correspondingly – they can be reused, although in a trade for performance. Optical and radio astronomy as well as planetary radar have made great strides in the past decade, and so has the design and production capability for everyday 'high-tech' products. 60 years ago, spaceflight was invented from scratch within two years, and there are recent examples of fast-paced space projects as well as a drive towards 'responsive space'. It seems it is not quite yet time to abandon all hope. We present what could be done and what is too close to call once thinking is shoved out of the box by a clear and present danger, to show where a little more preparedness or routine would come in handy – or become decisive. And if we fail, let's stand and stare safely and well instrumented anywhere on Earth together in the greatest adventure of science.
Low-thrust space propulsion systems enable flexible high-energy deep space missions, but the design and optimization of the interplanetary transfer trajectory is usually difficult. It involves much experience and expert knowledge because the convergence behavior of traditional local trajectory optimization methods depends strongly on an adequate initial guess. Within this extended abstract, evolutionary neurocontrol, a method that fuses artificial neural networks and evolutionary algorithms, is proposed as a smart global method for low-thrust trajectory optimization. It does not require an initial guess. The implementation of evolutionary neurocontrol is detailed and its performance is shown for an exemplary mission.
Innovative interplanetary deep space missions, like a main belt asteroid sample
return mission, require ever larger velocity increments (∆V s) and thus ever
more demanding propulsion capabilities. Providing much larger exhaust velocities than chemical high-thrust systems, electric low-thrust space-propulsion
systems can significantly enhance or even enable such high-energy missions. In
1995, a European-Russian Joint Study Group (JSG) presented a study report
on “Advanced Interplanetary Missions Using Nuclear-Electric Propulsion”
(NEP). One of the investigated reference missions was a sample return (SR)
from the main belt asteroid (19) Fortuna. The envisaged nuclear power plant,
Topaz-25, however, could not be realized and also the worldwide developments
in space reactor hardware stalled. In this paper, we investigate, whether such
a mission is also feasible using a solar electric propulsion (SEP) system and
compare our SEP results to corresponding NEP results.
Sen(se)sation : VR Produktvision mit multisensorischem Einfluss
auf die menschliche Wahrnehmung
(2022)
Das Sen(se)sation VR-Produktkonzept ermöglicht Nutzer*Innen die nahezu vollkommen realistische Darstellung virtuell generierter Welten. Das Konzept ist in genauer Betrachtung des aktuellen Technikstands und der Analyse von Zukunftstrends konzipiert worden und stellt eine Produktvision dar, die in spätestens 5 Jahren problemlos umsetzbar sein wird. Um nicht den Eindruck einer unfundierten Zukunftsvision zu erzeugen, wurde sich bei der Konstruktion der integrierten Features auf aktuell erhältliche Vergleichsprodukte bezogen. Das Sen(se)sation VR System zeigt neue Möglichkeiten die Gestaltungs- und Technikbereich derzeitiger VR Brillen und Controller. Durch die Fokussierung des Produkts auf die Manipulation und Stimulation der fünf Hauptsinne des Menschen wird ein so hoher Grad der Immersion erzeugt, dass die Wahrnehmung von Realität und Virtualität beinah verschwimmen könnte.
Es ist nachweislich gesünder und häufig günstiger selber zu kochen und es gibt dem Menschen mehr Kontrolle über seine Ernährung.
Bis dato wird keine Küchenmaschine angeboten, die von blinden Menschen bedient werden kann, obwohl gerade solche Produkte den Alltag dieser Gruppe enorm vereinfachen könnten. „Clu.“ ist ein modulares Küchensystem, welches von einer App unterstützt wird. Die Basis besteht aus einer Küchenmaschine, die über Sprache und haptische Bedienelemente gesteuert wird. Durch die Anwendung des Mehr-Sinne-Prinzip, der Simplifizierung von Funktionen und der Einbindung von Smart Home Komponenten werden nicht nur Menschen mit Sehbeeinträchtigungen profitieren. Beispielsweise funktioniert das Kochen nach Rezept nun ähnlich wie das Hören eines Hörbuches und die User können sich dem in ihrem favorisierten Tempo annehmen. „Clu.“ ist ein Ansatz für eine neue Kategorie von Produkten, die zeigen, wie attraktiv inklusivere Produktlösungen aussehen können.
bulk : Konzeption und Gestaltung einer mobilen Anwendung eines nachhaltigen Unverpackt-Lieferservice
(2022)
Die 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.
Ländliche Regionen sind häufig infrastrukturell schlechter versorgt als urbane Räume, was sich insbesondere auf die Versorgung mit Gütern des täglichen Bedarfs niederschlägt. Menschen außerhalb städtischer Ballungsgebiete müssen deswegen oft lange Anfahrten zu Supermärkten in Kauf nehmen. Hierbei sind sie vor allem auf das Auto angewiesen.
In dieser Arbeit ist „ILSE“ entstanden. Eine Verkaufsbox, die Menschen in ländlichen Raumstrukturen besser mit Waren versorgt, indem sie dort aufgestellt wird, wo sie auch wirklich benötigt wird.
Dank digitaler Verkaufstechnologien ist „ILSE“ durchgehend geöffnet, auch, wenn andere Supermärkte längst geschlossen sind. Mit einer App wird der Kundschaft der Zugang zum Verkaufsraum und das Bezahlen ermöglicht.
In dieser Arbeit wurde sich mit der Frage auseinandergesetzt, wie sich der Nahrungsmittelanbau im urbanen Raum entwickeln könnte. Eine spannende Alternative zu traditionellen Anbaumethoden ist die Hydroponik, der Anbau von Pflanzen ohne Erde. Basierend auf dieser Technologie wurde in diesem Projekt ein Indoor-Garden-System gestaltet, welches den Nahrungsmittelanbau zurück zur Verbraucher:In bringt und zu einem bewussteren Umgang mit Lebensmitteln anregen soll.
Denn mit „INGA“ kann frisches, pestizidfreies Blattgemüse ganz einfach zu Hause selbst angebaut werden. Das hydroponische System schafft mithilfe einer Nährstofflösung und künstlichem Licht optimale Wachstumsbedingungen für die Pflanzen – ganz unabhängig von örtlichen Gegebenheiten. Mithilfe seiner Modularität können Nutzer:Innen „INGA“ nach Belieben konfigurieren. Damit wird es einer breiten Zielgruppe mit unterschiedlichen Bedürfnissen gerecht und ermöglicht pestizidfreie Nahrung – auch in den Städten.