Swedish Space Corporation

Erfahren Sie, wie die Swedish Space Corporation mit LabSat-Produkten komplexe Weltraummanöver simuliert.

Die Raumfahrtindustrie ist nicht mehr nur den Regierungsabteilungen vorbehalten. Immer mehr Unternehmen aus dem kommerziellen Sektor bieten Dienstleistungen und Hardware für die Raumfahrtindustrie an. Ein solches Unternehmen ist die Swedish Space Corporation (SSC), die sich auf Satellitenmissionen und Weltraumoperationen spezialisiert haben.

Die SSC Group bedient eine Vielzahl von Kunden und deren Raumfahrtprogramme und startet regelmäßig Raketen und Heißluftballons von der Esrange-Anlage in der Nähe von Kiruna in Nordschweden. Diese Anlage liegt ideal in der Mitte einer großen und unbewohnten Landmasse, was eine leichte Bergung ermöglicht und eine Raketenlandung im Meer ausschließt.

Swedish Space Corporation

Die Herausforderung

Die technologischen Herausforderungen sind, wie zu erwarten, vielfältig, und das Abfeuern eines Ballons oder einer Rakete aus der Erdatmosphäre erfordert eine äußerst sorgfältige Vorbereitung. Natürlich liegt ein Teil davon in den GNSS-Führungsfähigkeiten des Luftfahrzeugs, die die Installation eines „weltraumgeeigneten“ Empfängers erfordern.

Der Verkauf und Export von GNSS-Empfängern unterliegt allerdings den Beschränkungen des Wassenaar-Übereinkommens, das von einundvierzig Ländern kontrolliert wird. Ein Kometee erstellt und verwaltet eine Liste von Technologien, für die Lizenzen und Exportkontrollen erforderlich sind. Es wurde in den 1940er Jahren zu Beginn des Kalten Krieges gegründet, um den Export von Waffen aus jedem Mitgliedsstaat zu kontrollieren und hieß ursprünglich CoCom (Koordinierungskomitee für multilaterale Exportkontrollen).

Die Definitionen dessen, was unter CoCom fiel, wurde mit der Einführung neuer Technologien stetig erweitert - so dass es sich nicht mehr nur um eine Beschränkung von Munition und Verteidigung handelte, sondern auch um Güter und Technologien mit doppeltem Verwendungszweck. Mit anderen Worten: Geräte und Software, die im täglichen Leben eingesetzt wurden, aber auch einen Platz innerhalb eines Kampfmittelsystems finden konnten, sowie die dafür nötige Ausbildung und Unterstützung fiel unter die Beschränkung.

Die Ballons, die SSC hauptsächlich für die Atmosphärenforschung, die Astronomie und die Wetterüberwachung sendet, steigen nicht besonders schnell auf und haben keine sehr hohe Geschwindigkeit über Grund. Da sie jedoch eine Höhe von 45 km erreichen können, muss der Empfänger für den Luftraum qualifiziert sein, auch wenn er keine hochdynamischen Funktionen benötigt. Anders verhält es sich mit den Raketen, die eine Geschwindigkeit von bis zu 12.600 km/h und eine Höhe von 800 km erreichen. Die Empfänger in diesen Fahrzeugen gehören zu den besten auf dem Markt.

Da man in der Weltraumforschung und der Missionsplanung nichts dem Zufall überlassen kann, muss die SSC prüfen, wie der Empfänger mit den Start- und Flugbahnprofilen ihrer Raketen und Ballons fertig wird, und ob die Wassenaar-Beschränkungen gelten.

Die Lösung

Das SSC verwendet einen LabSat-Simulator, um diese Tests durchzuführen. Ein Problem, auf das SSC in der Vergangenheit stieß, ist die Einführung von Fehlern oder Bugs nach der Änderungen von Receiver-Firmware, zum Beispiel für Konstellationsaktualisierungen oder zur Behebung der Schaltsekunde.

Gunnar Andersson, Senior Technical Advisor von SSC, erklärt: „Manchmal fordern wir einen Empfängerhersteller auf, Änderungen an der Firmware vorzunehmen, und manchmal geben sie neue Codes aus weil ältere Chipsätze aktualisiert werden. Wir müssen jedoch immer testen, ob die neueste Firmware für den Weltraumbetrieb geeignet ist. Wenn nämlich eine Rakete bis zu 18.000 m weit aufsteigt und plötzlich ihre Position verliert, liegt ein grundlegendes Problem vor und wahrscheinlich ein Fehlschlag der Mission. Wir nehmen auch kleine Änderungen an unseren Systemen vor, die ebenfalls vor dem Start überprüft werden müssen. LabSat ist dafür ideal. “

Bis vor kurzem hatten Gunnar und seine Kollegen einen Simulator in München benutzt.

"Das war in Ordnung", sagt er, "aber der Zugang war schwierig und es war weit weg, so dass es unbequem war. Wir brauchten wirklich etwas an der Basis. Die Möglichkeit LabSat zuerst testen zu können war ideal und ermöglichte es uns, sicherzustellen, dass es sich um die richtige Ausrüstung handelt. “

SatGen-Software, verwendet zur Erzeugung einer simulierten Raketenflugbahn

Zusammenarbeit mit unseren Kunden

Einige Probleme mussten jedoch gelöst werden, bevor SSC die LabSat-Funktionen vollständig nutzen konnte. Während es möglich war, mit der SatGen-Simulationssoftware Szenarien für einen Start und eine Umlaufbahn zu erstellen, war eine Weiterentwicklung erforderlich, damit die Flugbahn einen Sinkflug beinhalten konnte.

Julian Thomas, Racelogic MD:
„Wir hatten bereits Kunden, die LabSat und SatGen für die Weltraumanwendungen einsetzen - Szenarien wie Start und Planetenbahn. SSC stellte jedoch fest, dass die Software nicht in der Lage war, ein Szenario zu erstellen, das das Start- und Abstiegsmuster, die projizierten G-Kräfte und Ruckraten sowie die allgemeine hohe Dynamik ihrer Raketen umfasste.

Sobald wir die Anforderung verstanden hatten, konnten wir die notwendigen Änderungen vornehmen und innerhalb einer Woche wurden sie erfolgreich getestet. “

Gunnar bestätigt:
„Unsere Raketen erreichen Höhen zwischen 100 km und 800 km mit einer Startbeschleunigung von bis zu 20 g und gelegentlichen Ruckgeschwindigkeiten von bis zu 50 g - sehr dynamisch. Die SatGen-Software konnte dies zunächst nicht erstellen, aber wir fanden die Racelogic-Unterstützung sehr gut und unser Problem wurde schnell gelöst "

Er fügte hinzu: „Als Nächstes möchten wir unseren LabSat auf einem Rig verwenden, um unser Antennensystem zu testen. Die meisten unserer Raketen drehen sich aus Stabilitätsgründen während des Aufstiegs. Dies kann jedoch zu Problemen mit dem GPS-Signal führen, da es eine zusätzliche Phasenverschiebung einführt. Wir beabsichtigen, Antenne und LabSat an einem Plattenteller anzubringen und das Signal aufzuzeichnen. Das können wir dann wiedergeben, um unsere Antennen- und Empfängereinstellungen zu optimieren. “