Die Entwicklung moderner Raumfahrtsysteme erfordert das Zusammenspiel unterschiedlicher Disziplinen, Werkzeuge und Technologien – von der ersten Systemidee über Entwicklung und Integration bis hin zum Betrieb im Orbit. Eine durchgängige digitale Verknüpfung dieser Prozesse bietet die Möglichkeit, Entwicklungsabläufe effizienter zu gestalten, Integrationsaufwände zu reduzieren und Validierungsprozesse zu beschleunigen.
From-Idea-to-Orbit
Hier setzt From-Idea-to-Orbit an: Der Ansatz verknüpft Entwicklungswerkzeuge, Beiträge unterschiedlicher Zulieferer und Erkenntnisse aus dem Betrieb zu einer durchgängigen digitalen Entwicklungskette. So soll der Weg von der ersten Idee bis zum Betrieb im Orbit verkürzt und die Entwicklung von Raumfahrtsystemen flexibler gestaltet werden.
Digitale Durchgängigkeit über den gesamten Lebenszyklus
Im Mittelpunkt steht die Verbindung von modellbasierter Systementwicklung (MBSE), Simulationen und digitalen Zwillingen zu einer integrierten Entwicklungsumgebung. Systemmodelle bilden dabei eine gemeinsame Grundlage, auf der unterschiedliche Disziplinen zusammenarbeiten und ihre jeweiligen Werkzeuge und Simulationen einbinden können.
Digitale Zwillinge ermöglichen es, das erwartete Verhalten eines Systems bereits frühzeitig zu untersuchen und später mit Ergebnissen aus physischen Tests und dem tatsächlichen Betrieb abzugleichen. So können Entwicklungsentscheidungen kontinuierlich überprüft, Modelle anhand realer Daten verbessert und Erkenntnisse aus dem Betrieb für zukünftige Missionen wiederverwendet werden.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Integration von Komponenten und Entwicklungsdaten unterschiedlicher Zulieferer. Offene Schnittstellen, standardisierte Datenmodelle und interoperable Softwarelösungen sollen den Austausch erleichtern und eine durchgängige Zusammenarbeit über Organisationsgrenzen hinweg ermöglichen.
Digitale Durchgängigkeit in der Raumfahrtentwicklung
Ein digitaler Zwilling des Raumfahrtsystems unterstützt in allen Phasen der Mission: Von der Entwicklung bis zur Operation im Orbit. Daten aus dem Orbit fließen zurück und unterstützen bei der Entwicklung von Folgemissionen
Ein konkreter Anwendungsfall ist die Integration modularer Satellitenavionik. Über definierte Schnittstellen sollen sich Komponenten wie Onboard-Computer, Kameras und spezialisierte Recheneinheiten flexibel zu unterschiedlichen Systemkonfigurationen kombinieren lassen. Digitale Modelle begleiten diese Konfigurationen und unterstützen ihre Analyse und Validierung
Der From-Idea-To-Orbit-Demonstrator veranschaulicht diesen Ansatz anhand einer satellitengestützten Schiffserkennung. Ein Algorithmus wird zunächst in einer virtuellen Missionsumgebung untersucht und anschließend mit physischen Hardwarekomponenten verbunden. Veränderungen der Avionikkonfiguration werden automatisch erkannt und verändern die Konfiguration im digitalen Zwilling. Damit demonstrieren wir, wie sich digitale Entwicklung, Hardwareintegration und Systemtests enger miteinander verzahnen lassen.
Der Ansatz bietet vielfältige Anknüpfungspunkte für Technologien, Werkzeuge und Anwendungsfälle aus Industrie und Forschung und schafft eine Grundlage für die gemeinsame Weiterentwicklung digitaler Lösungen für die Raumfahrt.
Demonstrator From-Idea-to-Orbit
Raumfahrtsysteme werden immer komplexer, gleichzeitig müssen sie schneller entwickelt und getestet werden. Wie das gelingen kann, veranschaulicht der interaktive Demonstrator zu From-Idea-To-Orbit. Er verbindet modellbasierte Systementwicklung, digitale Zwillinge und modulare Avionik mit einer virtuellen Missionsumgebung. Anhand eines Schiffserkennungsszenarios wird demonstriert, wie Algorithmen und Hardware zunächst virtuell und anschließend mit realen Komponenten getestet werden. Hier zu sehen ist ein Satellit in einer digitalen Verifikationsumgebung, die es erlaubt, Algorithmen schon rein digital mit echten Daten aus dem Orbit zu testen.
