Kontrollelektronik für eine hoch-performante optische Frequenzreferenz als Flugmodell für den Einsatz auf der ISS (Internationalen Raumstation)

Im Rahmen des DLR-Projektes COMPASSO werden ab 2027 optische Uhren- und Linktechnologien auf der Bartolomeo-Plattform der Internationalen Raumstation (ISS) getestet. Teil der Nutzlast ist eine hoch-performante optische Frequenzreferenz, basierend auf Modulations-Transfer-Spektroskopie (MTS) an molekularem Jod. Diese benötigt zum Betrieb eine spezifisch entwickelte und optimierte Kontrollelektronik-Einheit, die im Rahmen einer Beschaffung als Flugmodell umgesetzt und getestet werden soll. Die Kontrollelektronik (ICE, Iodine Control Electronics) inkl. Software muss auf das Design der Optikeinheit (ISU, Iodine Spectroscopy Unit) der Jodreferenz abgestimmt und optimiert sein und dabei folgende Funktionalitäten beinhalten: • Extrem rauscharme Lasersteuerung (Ströme und Temperaturen) • Frequenzgenerator für RF-Frequenzen und Treiber für akusto- und elektro-optische Modulatoren (AOMs und EOM) • Hochgenaue Temperaturkontrolle der Frequenzverdopplungsmodule (SHG-Module) • Hochgenaue Temperaturkontrolle des Thermalschilds um das Spektroskopieboard • Leistungssteuerung der Pump- und Probestrahlen • Stromversorgung und Auslese der Photodioden und Temperatursensoren zur Überwachung der Jodreferenz • Steuerung des Pumpstrahls zur schnellen Intensitätskontrolle (RAM-Kontrolle, Residual Amplitude Modulation)• Laserfrequenz-Steuereinheit (mit erzielter Frequenzstabilität im 10-15-Bereich) • Beat-Erkennung und Frequenzzähler • Prozessoreinheit In dieser Beschaffungsmaßnahme sind die folgenden (Haupt-)Aktivitäten vorgesehen: • Abschluss der CDR-Phase mit Einarbeitung der Rückmeldungen aus dem Review • Umsetzen des detaillierten elektrischen Designs der Kontrollelektronik in Platinenlayouts und Layoutspezifikationen • Fertigung, Bestückung und Inbetriebnahme der Platinen • Umsetzung (Assembly-Integration) zweier Kontrollelektronik-Einheiten als Flugmodelle unter Einhaltung der entsprechenden PA (Product Assurance, getailored ECSS) und ISS Safety Anforderungen • Aktualisierung der Application Software und des FPGA-Firmware-Designs auf die aktuelle Spezifikation • Definition und Durchführung der Funktionstests zur Verifikation der Kontrollelektronik • Finale Absprache mit dem DLR im Rahmen eines Part Control Boards (PCB) über die Tauglichkeit der ausgewählten EEE-Flugkomponenten • Design und Umsetzung benötigter GSE (Ground Support Equipment) • Abdeckung des Anforderungsmanagements • Kontrolle der Schnittstellen (mechanisch, thermal, elektrisch) zur Optikeinheit (ISU) der Jodreferenz, den anderen Subsystemen und zur von Airbus bereitgestellten ArgUS-Plattform • Erstellung der Harnessspezifikationen (inkl. Harness innerhalb der ISU der Jodreferenz) • Erstellung der relevanten Dokumentation