Hochautonomer Betrieb von Raumfahrzeugen

Die traditionellen Methoden zum Betrieb von Raumfahrzeugen haben kein Wissen über das System an Bord, seine Fähigkeiten oder Ziele und können den aktuellen Zustand des Systems oder der Umwelt nicht bewerten. Dies wäre aber mit heutiger Technologie möglich und vor allem vorteilhaft zu implementieren.

Vor allem im Bereich interplanetarer Raumfahrzeuge haben die Operateure am Boden große Datenmengen zu überwachen und zu interpretieren. Gleichzeitig sind diese Daten potentiell unvollständig, fehlerhaft und weisen durch die große Distanz zu den Raumfahrzeugen eine signifikante zeitliche Verzögerung auf.

Um also die Anzahl der sog. Safe mode Events und gleichzeitig die Arbeitsbelastung der Operateure am Boden zu reduzieren und somit die wissenschaftlich wertvolle operationelle Zeit des Raumfahrzeugs zu erhöhen, müssen höhere autonome Fähigkeiten an Bord des Raumfahrzeugs platziert werden. Vor allem auch hinsichtlich des Betriebs der kommenden Generationen von Mega-Konstellationen mit mehreren Hundert Raumfahrzeugen müssen die traditionellen Betriebsprozesse überdacht werden.

Eine Methode, welche geeignet erscheint, die Resilienz an Bord von Raumfahrzeugen zu erhöhen, ist die sog. goal-based mission continuation, welche am Institut erforscht wird, um in unvorhergesehenen Fehlerfällen die (wissenschaftlichen) Missionsziele weiterhin erreichen zu können.

Im Rahmen des Projektes TeSeR wurde untersucht, welche Aufgaben ein Post-Mission Disposal Modul erfüllen können muss um den Regularien zu entsprechen, z.B. die Passivierung, in wie weit es in den beherbergenden Satelliten eingreifen können muss und ob und wie der Betrieb des autonom erfolgen kann. Dafür wurden funktionale Architekturen und operationelle Konzepte für die Fehlerdetektion, die Passivierung und die autonome Entfernung entwickelt.

Projekte

Technology for Self-Removal of Spacecraft (TeSeR), gefördert durch die EU im Rahmen des HORIZON2020 Programms.

Link zur offiziellen Website: http://teserproject.eu/

Ausgewählte Publikationen

Mission concept and autonomy considerations for active Debris removal; Susanne Peters, Christoph Pirzkall, Hauke Fiedler, Roger Förstner; Acta Astronautica, Volume 129, 2016, Pages 410-418, ISSN 0094-5765.

Autonomy and operational concept for self-removal of spacecraft: status detection, removal triggering and passivation; Alexandra Wander, Konstantinos Konstantinidis, Roger Förstner; 68th IAC 25-29 Sept. 2017, Adelaide, Australia.

Concept, architecture and simulation considerations for a cognitive recovery unit on-board  interplanetary spacecraft; Alexandra Wander, Roger Förstner; 68th IAC 25-29 Sept. 2017, Adelaide, Australia.

 

 

Kontakt

Dipl.-Ing. Alexandra Wander

Dipl.-Ing. Alexandra Wander

Gebäude 35/400, Zimmer 1402
+49 89 6004-3342
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Roger Förstner

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Roger Förstner

Gebäude 35/300, Zimmer 1358
+49 89 6004-3570