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Entwicklung von Avioniksystemen der neuen Generation für die ESA

Entwicklung und Test einer kritischen Phase des New Generation Launcher and Space Transportation Advanced Avionics Test Bed (NGT-ATB) für die Europäische Weltraumorganisation (ESA).

Anforderung

Die Anforderung bestand darin, das NGT-ATB-Infrastruktursystem zu entwickeln, das in der Vorbereitungsphase bei ESA-Missionen eingesetzt werden soll.

Hintergrund

Image courtesy ESA

Nach einer Reihe aufeinander folgender Studien und Projekte entwickelt die ESA das NGT-ATB, ein komplettes Avioniksystem, das den modernen und anspruchsvollen Anforderungen an die Verifizierung und Validierung der Avionik gerecht wird und eine umfassende Verifizierung und Validierung der Spezifikation, des Entwurfs, der Implementierung und des Betriebs künftiger Avionik-Transportsysteme im Weltraum unterstützt. 

Das Hauptziel der NGT-ATB-Aktivität ist die Verbesserung der bestehenden ATB-Infrastruktur, um mehr Anwendungsfälle und Einsatzszenarien zu unterstützen. Dies beinhaltet die Erweiterung der Funktionen, um mit dem ESA Next Generation Microprocessor (NGMP) Quad-Core LEON4 zu arbeiten, die Verbesserung bestehender Emulatorsysteme und die Entwicklung neuer Konfigurationswerkzeuge.

Das NGT-ATB integriert Elemente aus drei Avionik-Disziplinen: Datensysteme, Guidance Navigation and Control (GNC) und On-Board Software (OBSW), zusammen mit den Komponenten einer Systemsimulationsanlage, um einen harmonisierten Satz von Avionik-Testbed-Konfigurationen für Simulations- und Verifikationszwecke zu bilden.

Unser Ansatz

Das Simulatorteam von Telespazio war in den Entwicklungsablauf des NGT-ATB eingebunden. Unter Verwendung des Functional Engineering Simulators (FES) als bestehenden Input konnten wir eine Demonstration des NGT-ATB für eine Active Debris Removal Mission entwickeln, die mit einem Debris Chaser Raumfahrzeug realisiert wurde. Als Teil des Standard-Workflows haben wir die FES-Modelle, die OBSW der SVF-SIL (Software in the Loop Facility) und SVF-PIL (Processor in the Loop Facility) weiterentwickelt und sukzessive implementiert. Diese wurden dann in die AIV (Assembly Integration and Validation Facility) integriert.

Unsere Lösungen

Telespazio Germany erstellte eine Referenzimplementierung eines Avionikprüfstandes für die Raumfahrt, der in mehreren ESA-Projekten wiederverwendet werden kann. Unsere Arbeit brachte die Entwicklung des ATB vom Konzeptnachweis bis hin zu Modellen in Originalgröße voran, die zur Demonstration in der entsprechenden Umgebung verwendet werden können. Dies entspricht den ESA Technological Readiness Levels (TRL) 3 bis TRL 6.

Wir haben erfolgreich verschiedene ADR-Szenarien demonstriert, die den FES-Ergebnissen sehr nahe kamen. Unsere Tests zeigten, dass das Chaser-Raumschiff während der gesamten Testdauer erfolgreich zum Zielobjekt (Trümmer) navigieren konnte. Die Bilder zeigen die Flugbahn des Chaser auf einem System mit der Multicore-Konfiguration SVF-PIL. Sie zeigen auch die Flugbahn des Chasers auf EuroSim (einer Simulationsumgebung, in der die Modelle erstellt und die Simulationen durchgeführt wurden).

Unsere Tests waren erfolgreich und haben der ESA geholfen, die nächste kritische Phase in der Entwicklung des ATB-Systems einzuleiten. Die Anpassungsfähigkeit unserer Software bedeutet, dass sie in vollem Umfang für weitere Simulationen verwendet werden kann, aber auch teilweise wiederverwendet werden kann oder als Plattform für zukünftige Simulatorstudien dienen könnte.

Warum Telespazio

Telespazio ist seit mehreren Jahrzehnten an ESA-Projekten beteiligt. Unser Simulatorteam hat für verschiedene ESA-Missionen wie ExoMars TGO, ExoMars RSP und Sentinel 6 Simulationen entwickelt, um alle Missionsphasen zu unterstützen - von der anfänglichen Vorbereitung, den Systemvalidierungstests (STVts), der Simulationskampagne bis hin zum Routinebetrieb nach LEOP und Inbetriebnahme.

Unsere Lösung

DIDIT