Virtual Satellite - modellbasiertes System-Engineering für die Entwicklung von Raumfahrtsystemen

Virtual Satellite ist ein DLR-internes Vorhaben des Instituts für Softwaretechnologie sowie des Instituts für Raumfahrtsysteme, das im Jahr 2007 ins Leben gerufen wurde. Ursprünglich mit dem Ziel gestartet, den Aufbau und die Integration von Raumfahrzeugen mit digitalen simulierten Modellen zu unterstützen, hat es sich schnell zu einem wichtigen Instrument für die frühen Entwicklungsphasen und die Zusammenarbeit in der Concurrent Engineering Facility (CEF) in Bremen entwickelt. Dabei handelt es sich um den Geburtsort neuer Raumfahrtmissionen und -fahrzeuge, wo die Schaffung einer gemeinsamen digitalen Repräsentation des Systems von entscheidender Bedeutung ist. Dieses kollaborative Element bildet den Kern von Virtual Satellite.

Durch eine kontinuierliche Weiterentwicklung sind die Softwareversionen Virtual Satellite 3 und Virtual Satellite 4 entstanden. Beide Versionen stellen leistungsstarke Werkzeuge dar, die das Design, die Entwicklung und die Produktion zukünftiger Raumfahrzeuge unterstützen. Sie basieren auf der Eclipse-Rich-Client-Plattform und sind in einer modernen Software-Engineering-Umgebung auf Basis der Programmiersprache Java entwickelt und geschrieben.

Virtual Satellite wird in der Concurrent Engineering Facility eingesetzt.

Speziell konzentrierte sich Virtual Satellite 3 darauf, die Zusammenarbeit in der Concurrent Engineering Facility (CEF) in Bremen zu erleichtern. Die Softwareversion wurde konzipiert, um Ingenieurinnen und Ingenieuren bei Designstudien zu helfen und die gemeinsame Erstellung eines digitalen Raumfahrzeugentwurfs zu ermöglichen. Obwohl bewusst einfach gehalten, bietet es dennoch genügend Flexibilität, um kreativ zu sein, ohne dabei von der Hauptaufgabe, dem Raumfahrzeugdesign, abzulenken.

Über die tägliche Arbeit in der CEF hinaus hat Virtual Satellite auch zukunftsweisende neue Richtungen wie Continuous Verification und visuelle Fahrzeugkonfiguration eingeschlagen. Die Software wurde in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Systemanalyse Raumsegment entwickelt für die CEF entwickelt.

Die Softwareversion Virtual Satellite 4 präsentiert eine umfassend überarbeitete Plattform. Mit einem flexiblen Datenmodell kann sie individuellen Ingenieursaufgaben und Projektanforderungen angepasst werden. Dieses Modell kann durch verschiedene Konzepte erweitert werden, die aus einer Art „Konzept-Store“ geladen und aktiviert werden können. Es gibt drei Hauptproduktlinien:

  • Virtual Satellite 4 Core bietet grundlegende Funktionen
  • Virtual Satellite 4 Research ermöglicht Promotionsstudierenden die Entwicklung eigener Anwendungen
  • Powered by Virtual Satellite 4 bietet maßgeschneiderte Erweiterungen für spezifische Projekte

Darüber hinaus dient Virtual Satellite als Plattform für fortschrittliche Methodenforschung im Systems Engineering für die Raumfahrt. Es untersucht Modellierungsmethoden, formale Verifikation und Modellinteraktionen. Dabei werden auch neue Ansätze wie interaktive 3D-Visualisierung, Smart Devices, mobile Anwendungen, Spracherkennung und Mixed-Reality-Hardware für die Missionsplanung erforscht.

Insgesamt trägt Virtual Satellite dazu bei, den kompletten Lebenszyklus von Raumfahrzeugen zu digitalisieren und die Vision von Industrie 4.0 auch im Bereich der Raumfahrt zu verwirklichen.

Weitere Informationen:

Vorhabensmitwirkende:

Laufzeit des Vorhabens:

  • Seit 2007

Publikationen:

Kontakt

Prof. Dr. rer. nat. Andreas Gerndt

Abteilungsleitung; Stellv. Institutsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Softwaretechnologie
Visual Computing und Engineering
Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig