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MoQSpace
Von der Planung bis zur Datenauswertung – unter diesem Motto steht das Projekt Modellierungssoftware für Quantensensoren im Weltraum (MoQSpace). Ziel ist es, die komplette Simulationskette einer Satellitenmission als einen Arbeitsablauf zu etablieren. Besonders im Fokus stehen dabei Missionen, bei denen Quantensensoren zum Einsatz kommen sollen.
Alle Phasen von Raumfahrtprojekten können grundsätzlich durch passende Modelle und Modellierungsframeworks begleitet werden. Simulationen bieten die Möglichkeit, bereits während der Planungsphase einer Mission deren Machbarkeit zu analysieren. Je nach Missionsziel kann z. B. der Orbit so geplant werden, dass bestimmte Bereiche der Erde regelmäßig überflogen werden. Dies ist u. a. für Geodäsiemissionen relevant, um die Änderung der Masseverteilung der Erde beobachten zu können. Entsprechend dienen Simulationen hier auch dazu, Anforderungen an eine Mission zu überprüfen und zu verifizieren. Außerdem können mittels Simulationen die zu erwartenden Satellitendaten künstlich erzeugt werden, so dass Auswertealgorithmen bereits im Vorfeld der Mission getestet und optimiert werden können.
Während der Mission kann es zum Beispiel zu Ausfällen einzelner Sensoren oder fehlerhafter Übertragung von Daten kommen. In diesen Fällen können Simulationen genutzt werden, um etwaige Anpassung von Manövern oder Algorithmen in der Datenauswertung zu testen, so dass die Mission trotz Schwierigkeiten erfolgreich abgeschlossen werden kann.
Auch nach Abschluss einer Mission können einzelne Abschnitte nachsimuliert werden, um z. B. Inkonsistenzen in den aufgenommenen Daten zu analysieren. Darüber hinaus können Ergebnisse bereits erfolgter Missionen genutzt werden, um eingesetzte Simulationsmodelle zu verifizieren und zu verbessern.
Während der verschiedenen Phasen werden unterschiedliche Softwareprodukte eingesetzt, die für die jeweiligen Aufgaben geeignet sind. Diese wurden und werden bereits im Rahmen der Projekte BECCAL und VirtualEnv erstellt und werden kontinuierlich weiterentwickelt. Das Projekt MoQSpace greift diese Arbeiten auf und führt sie weiter, um einen einheitlichen Workflow zu etablieren, so dass am Projektende eine Toolchain zur Verfügung steht, die den gesamten Ablauf einer Satellitenmission widerspiegelt und zukünftig für neue Raumfahrtmissionen angewendet werden kann. Anforderungsmanagement, Simulationen und Datenauswertung sollen dabei Hand in Hand gehen. Das erarbeitete Konzept wird abschließend anhand einer fiktiven Satellitenmission, die als Nutzlast eine Atomuhr beinhaltet, demonstriert.
Beteiligte Abteilungen
Kontakt
Prof. Dr. Meike List
Institutsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik
Relativistische Modellierung
Am Fallturm 9, 28359 Bremen