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Satellitensysteme & Projekt Kompaktsatelliten

Organisationseinheit Satellitensysteme

Organisationseinheit Satellitensysteme

Die Organisationseinheit (OE) Satellitensysteme ist eine Arbeitsgruppe, die das Ziel hat, im DLR vorhandene Kompetenzen in Satellitentechnologie zusammenzuführen und gebündelt zur Verfügung zu stellen, um Experimente in die Umlaufbahn zu bringen und dort als Mission zu betreiben.
Die Experimente werden von der OE als Nutzlast auf einer extra dafür entwickelten Infrastruktur - dem Satellitenbus - aufgebaut und integriert. Der komplette Satellit wird dann funktional - d.h., tut es was die Mission erwartet? - und physikalisch - d.h., hält es dem rauhen Weltraumklima stand und kann es den Start überstehen? - getestet.

In der Missionsanalyse wird basierend auf den Anforderungen der Nutzlast die optimale Umlaufbahn bestimmt und für diese die passenden Fluggelegenheiten auf Trägerraketen (Launcher) gesucht. Einmal mit dem letztendlich ausgewählten Träger in der Umlaufbahn angelangt, wird der Satellit in Betrieb genommen und seine Funktion geprüft (Comissioning Phase). Nachdem alle Tests bestanden sind, wird der Satellit an den Betreiber übergeben.

Viele dieser Aktivitäten laufen parallel. Der gesamte Prozeß benötigt hunderte von gut ausgebildeten Fachkräften aus vielen verschiedenen Disziplinen, was eine enge Kooperation sowohl mit anderen DLR-Instituten als auch der Industrie notwendig macht. Unser Schwerpunkt in diesem Prozeß kann man als eine Klammer darstellen, die den Anfang und das Ende des Satellitenbaus enthält: Management und Planung am Anfang, und Integration und Test am Ende des Entwicklungsprozesses. Das Innere der Klammer ist der Konstruktionsprozeß. Unser Forschungsschwerpunkt in diesem ist das Datenmanagementsegment, also die Informationstechnologie.

Das Kompaktsatellitenprogramm

Satellitenbus

Das DLR hat es sich zum Ziel gesetzt, einen eigenen Satellitenbus zu entwickeln, der den Namen SSB (Standard Satellite Bus, Standardsatellitenbus) erhalten hat. Der SSB soll für viele verschiedene interne DLR Missionen eingesetzt werden. Für die Auslegung des SSB analysiert das Team der OE Satellitensysteme bereits existierende DLR-Satelliten und ihre Satellitenbusse, insbesondere BIRD und TET, um einen generischen Bus zu definieren, der eine ganze Klasse von Missionen abdecken kann. Die "Kompaktsatellitenklasse" hat eine Würfelform mit einer Kantenlänge von etwa 60 cm und eine Masse von etwa 100 kg. Es wird eine niedrige Erdumlaufbahn (Low Earth Orbit, oder kurz LEO) angestrebt. Der SSB stellt durch Solarzellen im Schnitt eine elektrische Leistung von etwa 100 Watt bereit. Sein redundant ausgelegter Bordrechner bietet eine Rechenleistung von etwa 160 MIPS. Die Kommunikationsbandbreite beträgt etwa 4 MBit pro Sekunde in Richtung Erde, und 20 KBit pro Sekunde von der Erde zum Satellit.

Derzeit gibt es neun DLR-Missionsbewerber für den ersten Flug des SSB, wovon nach einer Vorauswahl von drei Kandidaten eine für den Erstflug ausgewählt wird. Diese erste Mission sollte jedoch nicht das Ende des Programms sein. Ziel ist es, den einmal erstellten Entwurf des SSB für weitere Missionen der selben Klasse zum größten Teil weiterzuverwenden, um weitere Missionen leichter und schneller zu realisieren.

Forschung

Die Forschungsaktivität der Organisationseinheit Satellitensysteme ist das Datensegment mit dem Schwerpunkt "Verläßliches Computing". Wir gehen in Richtung "ultrahohe Verläßlichkeit" mittels Verwendung von Redundanz und intelligentem Redundanzmanagement. Unsere Strategie ist es, nicht Ausfälle zu vermeiden, sondern im Gegenteil, diese als normale Ereignisse zu betrachten und intelligent zu bewältigen. Ein Ausfall ist dann keine Überraschung mehr, sondern - bis auf den Zeitpunkt seines Auftretens - ein Ereignis, das erwartet wurde, da man es sowieso nicht mit absoluter Sicherheit hätte vermeiden können. Für diesen Zweck wird in den Bereichen Verteilung der Rechenaufgaben (Task-Verteilung) und fehlertolerante Unterstützung direkt im Interaktionsbereich der verschiedenen Hard- und Softwarekomponenten (in der Middleware) geforscht.

Eine zusätzliche Forschungsaktivität ist die flugdynamische Missionsanalyse während der frühen Entwicklungsphasen des Satelliten, sowie die Mitentwicklung und Erprobung der Onboard-Navigationssoftware.