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Projekt
Raumfahrtelektronik
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Harald Michalik
Fachliche Zuordnung
Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
Förderung
Förderung von 2013 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206480214
Die Verarbeitung von Nutzlastdaten in Luft- und Raumfahrt gestützten Mess-Plattformen findet heutzutage auf der Basis von relativ einfachen Vorverarbeitungsschritten statt. Die wesentliche Datenauswertung wird aus Kostengründen und aus Gründen mangelnder Leistungsfähigkeit der Rechnerplattform an Bord am Boden durchgeführt. Dies wird sich in der Zukunft ändern müssen, da die Komplexität, Auflösung und Datenraten der Messinstrumente stark wächst und der Telemetriekanal zur Bodenstation immer mehr zum Nadelöhr wird. Daher wird in Zukunft der Bedarf an Datenauswertung in der Plattform selbst steigen bis hin zu autonomen Aktionen auf der Basis der Datenauswertung. Damit verbunden ist auch die Notwendigkeit einer starken Konfiguration der Algorithmen selbst, die durch Optimierungen und Weiterentwicklungen während der Dauer einer Mission angepasst werden. Ein zweiter Faktor für die Motivation von Applikationen, die einer kontrollierten Systemveränderung unterliegen sind die typisch in diesem Anwendungsfeld begrenzten Ressourcen (Volumen, Masse, Leistungsaufnahmen), die ggf. eine Mehrfachnutzung der Rechnerplattform in Software und Hardware erzwingen. Gleichzeitig soll dabei die hohe Qualifikation des Rechnersystems und seiner Funktionen, die typischerweise verlangt wird und z.B. durch lange Testkampagnen erlangt wird. Nicht gefährdet werden. Beispielhaft sei hier die geplante deutsche DEOS Raumfahrtmission genannt, in der ein „Wartungssatellit“ einen zweiten Satelliten repariert oder funktional aufrüstet. Dafür sind komplexe Autonomiefunktionen unter Einbeziehung hoch-performanter Sensorik nötig, z.B. Kameras die einerseits in die Echtzeitregelschleifen der Plattformausrichtung eingebunden sind, andererseits aber auch Bildsequenzen des Wartungsvorgangs für die Überwachung zur Erde schicken. Dies verlangt eine Mehrfachnutzung (hoch-performant und gleichzeitig hoch-verfügbar) der Datenauswertung und der Rechnerplattform, die zudem an verschiedene Wartungsaufgaben angepasst werden muss. Das in dem Projekt entwickelte Demonstrationssystem basiert auf einer mehrfach (in Hardware und in Software) skalierbaren Rechnerplattform, in der die einzelnen Module über ein leistungsfähiges Netzwerk gekoppelt sind. Die Ansätze des „Controlled Change“, die innerhalb der Forschergruppe erarbeitet werden, sollen auf diese Plattform transferiert und anhand von Beispielapplikationen aus der Raumfahrt mit ihren typischen Anforderungen verifiziert werden. Kriterien dafür sind benötigte Ressourcen aber auch Optimierung von Systemsicherheit und -zuverlässigkeit sowie eine hohe Verfügbarkeit.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
