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Neue Marslande-Missionen: Aufrüstung der Informationsrelais-Infrastruktur

Aufrüstung des bestehenden European Relay Coordination Office (ERCO) Systems zum ERCO Data System (ERCO-DS) zur Bereitstellung einer Reihe neuer und verbesserter Funktionen für den Austausch von Planungsinformationen zwischen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem NASA JPL für die Datenweitergabe von Mars Landed Assets (Rover und Lander) über die jeweiligen Mars-Relais-Orbiter (Raumsonden in der Umlaufbahn).

Hintergrund

Auf dem Mars gelandete Objekte benötigen den Datenaustausch mit ihren jeweiligen Kontrollzentren, und dieser Datenaustausch basiert im Allgemeinen auf dem Austausch von Dateien sowohl für die Steuerung der gelandeten Objekte als auch für die Rückübermittlung der wissenschaftlichen Daten. In den meisten Fällen erfolgt die Funkverbindung zwischen den gelandeten Objekten und dem jeweiligen Kontrollzentrum nicht direkt, sondern über ein zwischengeschaltetes Raumfahrzeug in der Umlaufbahn. Das Raumfahrzeug in der Umlaufbahn stellt einen Datenrelaisdienst für das Lander-Kontrollzentrum (LCC) bereit, der den Datenaustausch zwischen den beiden Endpunkten ermöglicht. Das ERCO-System (European Relay Coordination Office) wurde entwickelt, um die von den ESA-Landeeinrichtungen benötigten Relaisdienste und die von den ESA-Orbitern angebotenen Relaisdienste zu koordinieren. Gleichzeitig bietet es die einzige Schnittstelle für die Koordinierung der Anfragen von Relay-Sessionen zwischen den ESA-Marsorbitern und den NASA-Landeeinrichtungen.

Anforderung

Das European Relay Coordination Office (ERCO)-System ist für die Koordinierung der Datenübertragung zwischen Raumfahrzeugen auf dem Mars und Bodenstationen auf der Erde für die ESA zuständig. Das ERCO-System wurde zur Unterstützung der ersten ExoMars-Mission der ESA, TGO (Trace Gas Orbit), und des ESA-Landers Schiapparelli entwickelt, um die ESA in die Lage zu versetzen, eine Schnittstelle mit dem entsprechenden System MarOS der NASA zu schaffen. Diese Systeme ermöglichen den Austausch von Planungsinformationen zwischen den beiden Agenturen und unterstützen die Weiterleitung von Daten der auf dem Mars gelandeten Geräte der beiden Agenturen über die jeweiligen Relaissatelliten-Orbiter.

Die Weiterentwicklung der ersten ERCO-Version zum ERCO-DS der nächsten Generation zielte darauf ab, ein flexibleres System zu entwickeln, das neue Anforderungen an die Datenübertragung für künftige Missionen auf der Marsoberfläche problemlos unterstützen kann. 

Unser Ansatz

Telespazio hat das ERCO-DS-System für ESA/ESOC als Weiterentwicklung des ERCO-Altsystems komplett entwickelt. Dies beinhaltet die Entwicklung des MCS (Mission Control System), des Simulators, des Missionsplanungssystems und des ERCO-Systems für die ExoMars TGO Mission. Die Aktivitäten begannen im Jahr 2014, und Telespazio hat alle Systemvalidierungstests und Simulationskampagnen, den LEOP und die Inbetriebnahmeaktivitäten unterstützt und leistet derzeit die Wartung und operative Unterstützung im Nennbetrieb.

Unsere Lösungen

Das ERCO-DS erfüllt die Betriebsanforderungen der neuen Marslandegeräte und kann:

  • MarOS, das Datensystem der NASA, unterstützen.
  • Dateien übertragen, die für die Planung und Durchführung von Relay-Sessions erforderlich sinds.
  • Dateien zwischen verschiedenen von ERCO und MaROS unterstützten Formaten konvertieren.
  • den Fortschritt der Unterstützung jeder Relay-Sessions verfolgen.
  • Leistungsberichte im Zusammenhang mit den Relay-Sessions erstellen.

Einer der wichtigsten Aspekte der ERCO-Entwicklung ist die Einführung von Überflug- und Relay-Session-Konzepten in das Design. Während ERCO lediglich auf der Übertragung spezifischer Dateien (Relais-Anfrage- und -Antwortdateien) und der Verfolgung ihres Status basiert, geht das neue System einen Schritt weiter, um die operativen Aspekte des Relay Office zu bewältigen, indem es eine völlig neue Abstraktionsebene über die darunter liegende Ebene - die Dateiübertragung von Anfragen und Rückmeldungen - legt. Diese neuen Konzepte bilden die Grundlage für die ERCO-Funktionalität, und jeder einzelne Vorgang wird auf Überflügen und Relay-Sessions durchgeführt. Das ERCO-DS bietet auch die Funktionalitäten, die es dem Team des Relay Office ermöglichen, die von verschiedenen Stellen stammenden Anfragen in einem konsolidierten Plan zusammenzufassen und zu validieren und ihn entsprechend den Erfordernissen des Einsatzes um zusätzliche Befehle zu erweitern. Das ERCO-DS ist für die Planung und Terminierung der Relay-Sessions unter Berücksichtigung der Planungsdaten (z. B. Überflugpläne, Sichtbarkeit der Bodenstationen, Verbindungsbudget usw.) zuständig. Die Validierung erfolgt durch spezifische Routinen und vom Benutzer konfigurierbare Validierungs- und Prüfmechanismen.


Während das ursprüngliche ERCO-System eng mit dem Missionskontrollsystem gekoppelt war, ist das neue ERCO-DS eine völlig eigenständige Software, die vom Personal des Relaisbüros verwendet wird. Es ist nicht nur ein Planungssystem, sondern auch ein Repositorium, das alle Informationen enthält, die für die Planung von Relay-Sessions benötigt werden. Es wird den Verlauf der Überflug- und Relay-Sessions festhalten, die Verfahren zur Lösung von Konfliktfällen bereitstellen, die die Nutzer während der Planungsaktivitäten unterstützen, sowie das Archiv mit allen Anfrage- und Antwortdateien verwalten, die vom ERCO-System erzeugt oder über dieses übertragen wurden.
Die erste neue Mission, die ERCO-DS unterstützen wird, ist ExoMars RSP.

Warum Telespazio

Telespazio Germany ist seit 2013 an den Missionen ExoMars und ERCO beteiligt und bietet Telekommunikations- und Navigationsunterstützungsdienste an. Zu den von uns erbrachten Leistungen gehören unter anderem die Datenübertragung von der ExoMars-Sonde zur Erde, die Bestimmung der Umlaufbahn und die Entwicklung des Missionskontrollsystems. Die ESA weiß, dass sie sich auf unser Fachwissen verlassen kann und entschied sich deshalb beim ERCO-DS-System für Telespazio.

Unsere Lösung

DIDIT