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    Chair of Computer Science VIII - Aerospace Information Technology

    VIDANA: Visionäres Datenmanagementsystem für Nanosatelliten

    Die Realisierung zukünftiger Nanosatelliten-Missionen hängt zum größten Teil von den Fähigkeiten des Datenmanagement-Systems ab, das

    • hohe Performance bringen soll
    • hoch verlässlich sein soll
    • mit sehr begrenzten Ressourcen zurechtkommen soll
    • flexibel und rekonfigurierbar sein soll.

    Gerade die Vorteile der Nanosatelliten (wenig Masse, wenig Raumbedarf) kombiniert mit den hohen Erwartungen an zukünftige Missionen stellen die Herausforderung bei der Konzeption und Realisierung des Datenmanagement-Systems dar.

    Man kann nicht einfach ein für terrestrische Anwendungen konzipiertes DMS einsetzen, das vielleicht hohe Rechenleistung bringen kann, aber mit Sicherheit nicht die benötigte Verlässlichkeit (besonderes für interplanetare Missionen) aufweist. Man kann auch nicht ein verlässliches DMS einsetzen, das für größere Satelliten konzipiert ist, denn es würde nicht mit den im Nanosatelliten extrem begrenzten Ressourcen zurechtkommen. Anhang B gibt einen Überblick der gegenwärtigen Technologien von Rechnersystemen auf Nanosatelliten wieder. Dabei ist zu erkennen, dass es sich bei den verwendeten Prozessoren nicht um weltraumqualifizierte Komponenten handelt, und es wird die übliche „Von-Neumann-(1960)-Architektur“ gebaut. Richtige Innovation ist in diesem Sektor nicht zu finden.

    Eine weitere Herausforderung ist die Vielzahl an unterschiedlichen Zielmissionen. Ein DMS zu entwickeln, das nur für eine einzige Mission anwendbar ist, wäre keine optimale Lösung. Ein DMS zu entwickeln, das gut für alles ist („one size fits all“), wäre in vielen Fällen überdimensioniert und in anderen unterdimensioniert (fast niemals richtig). Unser DMS soll daher mit minimalem Aufwand an die jeweilige Mission anpassbar sein (Tailoring).

    Anders als üblich meinen wir mit DMS nicht nur Hardware, sondern aufeinander abgestimmte Software, Hardware und Kommunikationssysteme. Wir bauen auf verteilten Systemen auf, um Skalierbarkeit und Verlässlichkeit zu erreichen. Die Herausforderung bei verteilten Systemen ist nicht das Zusammenstecken von vielen Computern, sondern das effiziente Management der vielen Komponenten.

    Ziel

    Das Ziel dieses Vorhabens ist es, ein innovatives Datenmanagementsystem zu schaffen, das die Anforderungen von Nanosatelliten und Nanoraumsonden für zukünftige orbitale und interplanetare Missionen erfüllt und die Fähigkeiten des State of the Art bei weitem übertrifft. Wir wollen eine Plattform schaffen, auf der wir viele Jahren und für verschiedene Missionen aufbauen können. Darüber hinaus soll diese Plattform Bus-Aufgaben ebenso wie Payload-Aufgaben erfüllen können. Bei einigen Missionen wäre es sogar von großem Vorteil, ein einziges Datenmanagement-System zu haben, das beide (Bus & Payload) Funktionen erfüllt.

    Um unser Hauptziel zu erreichen, müssen wir neue Wege gehen als State of the Art.

    Die Ergebnisse des VIDANA-Projekts werden zuerst anhand von Demonstratoren basierend auf konkreten Missionsszenarien gezeigt. Sofern diese Missionen realisiert werden, kann VIDANA dort eingesetzt werden.

    Unsere Strategie basiert auf einem verlässlichen (SW & HW) Verbindungsnetzwerk, an dem viele als unzuverlässig eingestufte redundante Komponenten, wie Sensoren, Aktuatoren, Kommunikationsgeräte, Computer und Speicherelemente angeschlossen werden können. Fehlfunktionen von Komponenten werden erkannt, das betroffene Element wird deaktiviert und seine Funktion wird von einer redundanten Komponente übernommen.

    Das Vorhaben VIDANA wird zu 100% von der DLR-Agentur finanziert.

    Förderkennzeichen: 50RM1203

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    Lehrstuhl für Informatik VIII (Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt)
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