Ausgangssituation

Die steigende Popularität und Komplexität von CubeSat-Missionen führt zu einem wachsenden Bedarf an effizienten und systematischen Konfigurationsmethoden. Derzeit basieren Architekturentscheidungen oft auf Expertenwissen oder iterativen, zeitintensiven Prozessen. Es fehlt ein strukturierter, parametrischer Ansatz, der Missionsanforderungen methodisch in optimierte Systemarchitekturen übersetzt. Diese Arbeit zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem ein Framework entwickelt wird, das die Auswahl und Dimensionierung von CubeSat-Subsystemen basierend auf fundamentalen Missionsparametriert automatisiert.

Aufgabenstellung

• Durchführung einer systematischen Literaturrecherche zu 20-30 historischen CubeSat-Missionen, um Architekturmuster und entscheidungstreibende Parameter zu identifizieren.
• Entwicklung einer Taxonomie zur Klassifizierung von Missionstypen (z.B. Erdbeobachtung, Kommunikation) und deren Schlüsselparametern (Orbit, Datenrate, Lageregelungsanforderungen).
• Erstellung eines parametrischen Architektur-Frameworks mit Entscheidungsbäumen für Hauptsubsysteme und mathematischen Modellen für die Größenauslegung (z.B. Leistungsbilanz, Datenbudget).
• Implementierung eines Tool-Prototyps (z.B. in Python) zur automatisierten Architekturgenerierung aus Anforderungsinputs.
• Validierung des Frameworks durch retrospektive Analyse von 5-6 realen CubeSat-Missionen und Gegenüberstellung der framework-generierten mit der tatsächlichen Architektur.
• Durchführung einer Sensitivitätsanalyse, Identifikation von Framework-Grenzen und Ableitung von klaren Anwendungsrichtlinien.

Vorkenntnisse und Voraussetzungen

• Erfahrung im Systems Engineering und Verständnis für technische Trade-Offs sind wünschenswert.
• Praktische Programmierkenntnisse (Python) für die Tool-Implementierung.
• Analytische Fähigkeiten, strukturierte und selbstständige Arbeitsweise.
• Sehr gute Englischkenntnisse für die Literaturrecherche.

Beginn

Ab sofort möglich

Sonstiges

• Die Arbeit bietet die Möglichkeit, mit erfahrenen CubeSat-Ingenieuren für die Validierungsphase zusammenzuarbeiten.
• Die Bearbeitung kann größtenteils im Home-Office erfolgen.
• Regelmäßige Abstimmungen mit dem betreuenden Team sind erforderlich.
• Das Ergebnis ist ein sofort nutzbares, praxisorientiertes Werkzeug für die CubeSat-Entwicklung.

Empfohlene Literatur zur Vorbereitung

• Bouzoukis, K.-P., Moraitis, G., Kostopoulos, V., Lappas, V. (2024). “An Overview of CubeSat Missions and Applications” — Open‑Access Review. Applied Mechanics Laboratory.
  https://www.mdpi.com/2226-4310/12/6/550
• Poghosyan, A., & Golkar, A. (2017). “CubeSat evolution: Analyzing CubeSat capabilities for conducting science missions”. Progress in Aerospace Sciences, 88, 59-83. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0376042116300951

Bewerbung

Bei Interesse senden Sie bitte Ihre Bewerbungsunterlagen (Anschreiben, Lebenslauf, aktueller Notenspiegel) an:
julius.pinsker@faps.fau.de

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