Operationelle Raumfahrzeugsimulatoren bieten eine realitätsgetreue Softwaresimulation eines echten Raumfahrzeugs. Sie werden für die Ausbildung von Flugkontrollteams, die Validierung von Flugkontrollverfahren und die Fehlersuche bei Anomalien während des realen Betriebs eingesetzt.
Telespazio Germany hat langjährige Erfahrung im Bau von operationellen Raumfahrzeugsimulatoren für verschiedene europäische Kunden, darunter eine große Anzahl von wissenschaftlichen Missionen, die vom Europäischen Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt betrieben werden.
Die von unserem Team entwickelte Simulationstechnologie wird in der gesamten europäischen Raumfahrtindustrie eingesetzt:
BepiColombo auf dem Weg zum Merkur
Eine der jüngsten Missionen, die unser Team unterstützt hat, ist BepiColombo, die derzeit auf dem Weg zu ihrem Ziel ist: Merkur. Parallel zur Entwicklung des Raumfahrzeugs haben wir einen repräsentativen Simulator des Raumfahrzeugs entwickelt, der Emulatoren für die sechs Bordcomputer enthält. Auf diesen Emulatoren läuft die echte Software der Mission, so dass unser Simulator nicht nur während eines Starts repräsentativ ist, sondern auch mit Software-Patches aktualisiert werden kann, genau wie das echte Raumfahrzeug. Zusätzlich zu dieser anspruchsvollen Simulation mehrerer parallellaufender Computer haben wir ein spezielles, genaues thermisches Modell entwickelt, das die Simulation thermischer Effekte ermöglicht. Diese sind für die Mission von entscheidender Bedeutung, da sich die Umlaufbahn so nahe an der Sonne befindet.
Erforschung des Mars mit Orbiter und Rover
Das ExoMars-Projekt besteht aus dem Trace Gas Orbiter, der sich bereits in einer Umlaufbahn um den Mars befindet, und einer Rover-Oberflächenplattform, die noch gestartet werden muss. Für beide Raumfahrzeuge entwickeln und warten wir den operationellen Raumfahrzeugsimulator, um sicherzustellen, dass das Flugkontrollteam jedes mögliche Szenario während der Lebensdauer der Mission sicher mit einem Simulator üben kann, bevor es die Befehle an den echten Satelliten sendet.
Die Galileo-Konstellation
Die ständig wachsende Konstellation von Galileo-Satelliten, die unter der Kontrolle der EU entwickelt und betrieben wird, stellt zusätzliche Herausforderungen an den Simulationsbereich. Zusätzlich zur Ausführung einer Reihe ähnlicher, aber dennoch unterschiedlicher Raumfahrzeugsimulatoren für die verschiedenen Varianten der bereits gestarteten Galileo-Satelliten muss der Konstellationssimulator in der Lage sein, die Simulatoren verschiedener (oder aller) Satelliten gleichzeitig auszuführen. Darüber hinaus sind Elemente jedes Galileo-Satelliten klassifiziert und können nicht in Software (außerhalb eines gesicherten Bereichs) neu entwickelt werden, so dass der Galileo-Konstellationssimulator ein vereinfachtes Funktionsmodell einer gesicherten Einheit durch die reale Hardware-Einheit ersetzen muss ("Hardware-In-The-Loop").
Die ECSS-Simulationsmodellierungsplattform (SMP)
Vor etwa zwei Jahrzehnten erkannten unsere Entwicklungsfachleute, dass die bestehenden Standards der Raumfahrtindustrie keine effiziente Wiederverwendung von Modellen für verschiedene Missionen ermöglichen. Wir reichten eine Idee für eine von der ESA finanzierte Studie ein (XASTRO - using XML technology in space), die über viele Jahre und mehrere Folgestudien, -projekte und -arbeitsgruppen zunächst zur Spezifikation der Simulation Modelling Platform (SMP, die bei der ESA weit verbreitet ist) und später zur ECSS E-ST-40-7 SMP führte. Unsere Mitarbeitenden sind auch heute noch wichtige Mitglieder der entsprechenden Arbeitsgruppe zur weiteren Verbesserung der SMP.
Die SIMULUS-Simulationsinfrastruktur
Die Verfügbarkeit von SMP2 (und jetzt von ECSS SMP) hat die in den für das ESOC entwickelten Simulatoren verwendeten Prozesse erheblich verbessert. Dies hat zu einer ständig wachsenden Bibliothek von generischen Modellen (GENM) geführt, die für viele oder alle ESA-Missionen verwendet werden können, sowie zu einer Referenzarchitektur für solche Missionssimulatoren (REFA). Sowohl GENM als auch REFA wurden von unserem erfahrenen Team entwickelt und werden im Rahmen eines laufenden Wartungs- und Entwicklungsvertrags weiter verbessert. Zusammen mit den Modellen unterhalten wir auch eine integrierte Entwicklungsumgebung, die die Entwicklung von Modellen, Simulatoren und den entsprechenden Tests sowie deren Dokumentation in hohem Maße automatisiert.