Blick auf das europäische Labor Columbus auf der Internationalen Raumstation ISS
Ein Blick auf das europäische Labor Columbus auf der Internationalen Raumstation. Columbus wurde im Jahr 2008 mit dem Space Shuttle Atlantis zur Raumstation gebracht und dort angekoppelt. Internationale Forscher nutzen die Daten aus der Schwerelosigkeit im Labor für ihre Arbeit in Bereichen wie Fluidphysik, Materialwissenschaften, Fernerkundung und Medizin
(Foto: NASA)

Sicherheit auf Europas Forschungszentrale

BTU-Forscher analysieren Sensor-Daten in Echtzeit

Sie rettet Sandra Bullock im Film "Gravity" das Leben: die Internationale Raumstation, kurz ISS. Mit einer Geschwindigkeit von 27.600 Kilometern pro Stunde in 400 Kilometern Höhe hat sie bereits ungefähr 98.000 Erdumkreisungen hinter sich. Angedockt an die Raumstation ist das multidisziplinäre Forschungslabor Columbus mit einem Volumen von 75 Kubikmetern und einem Gewicht von 19,3 Tonnen der Hauptbeitrag der Link zu einer externen Seite Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zur Station. Bis zu drei Astronauten führen an insgesamt 16 Schränken der Größe von Telefonzellen wissenschaftliche Experimente durch. Ihr Überleben sichern Steuerungs- und Überwachungssysteme, die beispielsweise die Belüftung an Bord kontrollieren.

Ohne Ventilatoren könnten schlafende Astronauten in einer Blase aus ausgeatmetem Kohlendioxid ersticken. Denn warme Luft steigt im All nicht nach oben. Aber auch ein Feuer würde nicht schnell genug erkannt werden, da der Rauch ohne Lüfter nicht im Raum verteilt und von den Sensoren wahrgenommen werden würde. Damit die Belüftung jederzeit einwandfrei funktioniert, arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Dr.-Ing. Ingo Schmitt an der teilautomatisierten Auswertung der Daten von Sensoren in Echtzeit im Labor.

Ingenieurin arbeitet im Columbus-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen.
Das Columbus-Kontrollzentrum befindet sich in Oberpfaffenhofen. Etwa 75 Wissenschaftler und Ingenieure steuern dort im Deutschen Raumfahrt-Kontrollzentrum des DLR die europäischen Aktivitäten auf der Internationalen Raumstation (Foto: DLR)

Hintergrund ist, dass seit einigen Jahren die Menge der Sensor-Daten stetig zunimmt. Zur Auswertung dieser lebenswichtigen Informationen benötigen die Ingenieure am Boden maschinelle Unterstützung. Die neue Technologie der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des BTU-Fachgebiets Datenbank- und Informationssysteme könnte dabei helfen: Gemeinsam mit der Link zu einer externen Seite Airbus DS GmbH entwickeln sie Werkzeuge zur teilautomatisierten Analyse der Sensor-Daten. Am Beispiel von Lüftern auf dem Columbus-Modul konnten die Forscher bereits zeigen, dass die Qualität der teilautomatisierten Auswertung weitgehend mit den Ergebnissen der Experten übereinstimmt.

Ziel ist es, dass die Experten im Kontrollzentrum auf der Erde nicht mehr jeden einzelnen Wert der Sensoren kontrollieren und einschätzen müssen. Stattdessen prüft ein eigens an die Erfordernisse der Situation angepasster Algorithmus, ob eine mögliche Gefahrensituation vorliegt. Erst wenn das der Fall ist, muss sich ein Ingenieur am Boden die Daten einzeln ansehen und auf ihre Wirkung hin beurteilen. Mit der neuen Technologie der BTU könnte der Aufwand für die Experten in Oberpfaffenhofen schon bald erheblich verringert werden. Sie sparen damit Zeit, die sie beispielsweise für die Betreuung der Astronauten auf der Raumstation einsetzen könnten.