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Near-Earth objects – a threat for Earth?Or: NEOs for engineers and physicists
Lecture 6 –Risk and Decisions
Prof. Dr. E. Igenbergs (LRT)Dr. D. Koschny (ESA)
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The Congress declares that the general welfare and security of the United States require that the unique competence of the National Aeronautics and Space Administration be directed to detecting, tracking, cataloguing, and characterizing near-Earth asteroids and comets to provide warning and mitigation of the potential hazard of such near-Earth objects to the Earth.
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The Administrator shall plan, develop, and implement a Near-Earth Object Survey program to detect, track, catalogue, and characterize the physical characteristics of near-Earth objects equal to or greater than 140 meters in diameter to assess the threat of such near-Earth objects to the Earth. It shall be the goal of the Survey program to achieve 90 percent completion of its near-Earth object catalogue (based on statistically predicted populations of near-Earth objects) within 15 years after thedate of enactment of this Act.
Deflection Alternatives Trade Space
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Figure 3. Deflection Alternatives Trade Tree
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Systemtechnisches Vorgehen
Die erste Aufgabe ist also für das Problem ein systemtechnisches Modell zu erzeugen. Dieses Modell muss geeignet sein
Alternativen, also Vorschläge zur Lösung, und Ziele, also Kriterien für die Lösung,
abzubilden, damit diese dann verglichen werden können.
Das im Folgenden dargestellte Vorgehen bei der Erzeugung eines Modells für eine Aufgabenstellung ist aus der Literatur als „House of Quality“ bekannt. Es ist eine grafische Anleitung zu dem Vorgehen, also zu einem Prozess.
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Problemformulierung
Einteilung in zwei Fragen:
Was (what) soll erreicht werden (Ziel) ?
Wie (how) soll das erreicht werden (Weg) ?
Diese bilden die Koordinaten einer Matrix, die die Wechselwirkung von Ziel und Weg darstellt.
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Problemformulierung
Zur Formulierung (bildhafte oder mathematische Abbildung) des Problems dient die geeignete Abbildung, die ein Vorgehen darstellt.
Dieses ist als “Quality Function Deployment“ bekannt.
Diese Abbildung ist aus dem Buch Engineering Design von George Dieter entnommen.
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Systemtechnisches Vorgehen
In der vorherigen Abbildung von George Dieter wird in der vorliegenden Anwendung aus
Whats das Ziel (die Ziele) Hows der Weg (die Wege)
und diese Matrix kann zunächst binär gefüllt werden, dann mit Daten.
Dazu müssen die Ziele und die Wege so formuliert werden, dass eine Wechselwirkung beschrieben werden kann.
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Problemformulierung
1. Das Ziel
1.1 Sammlungen von Zielvorstellungen
1.2 Ordnen der Zielvorstellungen Zielbaum Zielhierarchie
1.3 Darstellung Zielvektor
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Problemformulierung
2. Der Weg
2.1 Sammlung der Aktivitäten/ Phasen
2.2 Darstellung der Aktivitäten
2.3 Ordnen der Aktivitäten/ Phasen
2.4 Darstellung in einem Wegvektor
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Problemformulierung
3. Bildung der Ziel/ Weg – Matrix
3.1 Matrix ohne Bewertung
3.2 Matrix mit Bewertung
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Problemformulierung
Erste Beispielrechnungen
Schutz des Planeten Erde (Ziel)
Sammlung der Ziele
Liste:1.Wissen wo und wann2.Was passiert3.Was kann man tun4.Wie geht das
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Problemformulierung
Sammlung der Wege
Liste:1.Beobachten und Rechnen2.Untersuchen 3.Einschläge berechnen4.Ablenken5.Zerstören6.Technik
Also eine 4x5 Matrix!
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Problemformulierung
Wo, WannWAS
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Wie
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ProblemformulierungBeispiel für das Vorgehen:
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Verwendete und/oder interessante Links:
http://sm4.gsfc.nasa.gov/technology/sm4_stis.phphttp://apod.gsfc.nasa.gov/apod/archivepix.html NASA Archiv von Bildernhttp://ssd.jpl.nasa.gov/sbfind.cgi JPL NEO Toolhttp://neo.jpl.nasa.gov/orbits/ Umlaufbahnenhttp://ssd.jpl.nasa.gov/ Solar Systems Dynamicshttp://search.nasa.gov/search/search.jsp?nasaInclude=NEO+Deflection NASA Neo Deflection http://ssd.jpl.nasa.gov/txt/aprx_pos_planets.pdf Formeln für Planetenbahnenhttp://ssd.jpl.nasa.gov/?ss_inner Inneres Planetensystemhttp://ssd.jpl.nasa.gov/?ss_outer Äußeres Planetensystemhttp://impact.arc.nasa.gov/programs_office.cfm NASA NEO Program Officehttp://neo.jpl.nasa.gov/welcome.html NEO Program Office 1999 gegründethttp://neo.jpl.nasa.gov/neo/report.html Aus NASA Earth Research Program
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Survey Alternatives Analyzed
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Figure 1. Complete Survey Alternatives Trade Tree
In der großen Matrix verwendetIn einer Submatrix verwendet
Object Characterization Trade Space
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Figure 2. Complete Characterization Trade Tree
In der großen Matrix verwendetIn einer Submatrix verwendet
Deflection Alternatives Trade Space
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Figure 3. Deflection Alternatives Trade Tree
In der großen Matrix verwendetIn einer Submatrix verwendet