MICS

mics_system_overview_smallDas MICS (Multi-spectral Imaging Camera System) ist die Hauptnutzlast zur Bilderfassung des Flying Laptop. Es wurde für zwei Anwendungen ausgelegt. Die Hauptaufgabe ist die Beobachtung von ausgewählten Zielen auf der Erdoberfläche aus verschiedenen Winkeln. Diese Beobachtungen können später für die Berechnung der Bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion (engl.Abk. BRDF) verwendet werden. Die zweite Aufgabe des Kamerasystems ist die Erdbeobachtung im 'nadir pointing mode' und im 'target pointing mode' des Satelliten. Dies kann unter anderem zur In-Orbit-Verifikation des AIS Empfänger-Systems an Bord des Satelliten genutzt werden. Da die erste Aufgabe höhere Anforderdungen stellt, wurde das MICS speziell für die winkelabhängige Erdbeobachtung ausgelegt.

MICS ist als Matrixscanner mit den spektralen Kanälen Rot, Grün und nahes Infrarot ausgelegt. Die Hauptanforderung an das Kamerasystem für die Erdbeobachtung ist ein gutes Signal zu Rausch Verhältnis, während eine hohe Bodenauflösung nicht entscheidend ist. Das Instrument besitzt eine Bodenauflösung (ground sample distance) von 21,5 m bei einer Orbithöhe von 600 km und damit eine Schwadbreite von etwa 22 km. Es besteht aus drei getrennten Kameras, die in einer Dreiecksanordnung auf der optischen Bank angebracht sind (siehe Bild unten). Die Kameras sind bis auf den vorgelagerten Spektralfilter identisch aufgebaut. Das MICS wurde um den Kodak CCD Interline-Sensor KAI-1003M herum entwickelt.

Jede Kamera besteht aus neun Komponenten (siehe Bild unten): Elektronikgehäuse, Ausleseelektronik, CCD Sensor mit Sensor Board, Elektronikflansch, Optik, Optikhalterung, Filter, Baffle und Kalibrationssystem. Das Gehäuse der Optik ist aus Titan gefertigt, um temperaturbedingte Verformungen zu minimieren. Für die Filter und Linsen wurde strahlungsunempfindliches Material verwendet. Die Kamerasteuerung, die Datenverarbeitung und die Datenspeicherung werden vom Payload On-Board Computer (PLOC) übernommen.

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Um durch thermale Einflüsse bedingten Ausrichtungsfehler zu minimieren, sind die Kameras auf der optischen Bank des Satelliten befestigt (siehe Bild oben). Diese besteht aus einer Aluminium-Sandwich Struktur mit Deckschichten aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff. Um eine hochpräzise Ausrichtungsinformationen zu erhalten, sind die Sternenkameras ebenfalls auf der optischen Bank montiert.

Die Filter sind speziell für Erdbeobachtungszwecke ausgelegt. Daher ist die Definition der Kanäle stark durch die atmosphärische Absorbtion geprägt. Das Bild unten zeigt die gewählten Filterkanäle und die Absorbtion der Atmosphäre. Bei einem möglichst hohen Transmissionsgrad innerhalb der Kanäle müssen die Filter den restlichen Spektralbereich von 200 nm - 1000 nm blocken.

 

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Um die Kameras im Labor zu charakterisieren und kalibrieren, wurde im Satellitenintegrationsraum ein Optikmessplatz in einem abgedunkelten Bereich eingerichtet. Darin ist es möglich, die Kameras radiometrisch und spektral zu kalibrieren. Details dazu gibt es hier. Jede der Kameras ist mit einem neuentwickelten LED Kalibrierungssystem  ausgestattet, das es erlaubt, Veränderungen der Sensorempfindlichkeit bzw. Degradationserscheinungen der Optik im Orbit zu untersuchen.

Das folgende Bild zeigt eine der Kameras bei den mechanischen Qualifikationstests.

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