Durch die verschiedenen Experimente, die auf der ISS (Internationale Raumstation) durchgeführt werden, entstehen riesige Datenmengen. Die schnelle Übertragung der riesigen Datenmengen zur Bodenstation stellte bisher einen Engpass dar, der nun mit einem neuen Hochgeschwindigkeits-Funk-Downlink behoben werden kann. Die Unternehmen Elma und SAIT haben vorbildlich zusammengearbeitet, um eine Lösung zu finden.
Diese Hochgeschwindigkeitsverbindung zur Erde wird erstmals zur Übertragung von Daten von einem hyperspektralen Fernerkundungsgerät an Bord der ISS genutzt. Aufgrund des enormen Anstiegs der Datenrate haben andere Wissenschaftler bereits großes Interesse an dieser innovativen Datenübertragungstechnik gezeigt.
Das System ist in einem würfelförmigen ATR-Gehäuse (Air Transport Rack) von Elma untergebracht, das mit einer modifizierten cPCI-Backplane, einem DC/DC-Wandler als Stromversorgung und einer Hochleistungskühlung der Systemspezialisten aus Pforzheim, Deutschland, ausgestattet ist. Und SAIT liefert das komplette Innenleben: Eine Speicher- und Schnittstelleneinheit, die wichtige Funktionen übernimmt. Ein spezieller Embedded-Computer mit einem Flash-Laufwerk, der höchsten Anforderungen gerecht wird, und mehreren speziell entwickelten Hochgeschwindigkeitsschnittstellen kommen in Form von cPCI-Karten zum Einsatz. Daten von den wissenschaftlichen Geräten werden über dieses Gerät über das interne ISS-Ethernet-Netzwerk empfangen. Nach dem Zwischenspeichern werden die Daten mit einem separaten Sender zur Erde übertragen. Darüber hinaus umfasst das neu entwickelte System die Steuerung und Fernwartung für die wissenschaftlichen Experimente auf der ISS sowie für den Downlink-Sender.
In der Vorprojektphase beriet sich SAIT mit mehreren Systemlieferanten. Diese Vorgespräche ergaben, dass sich ein Ansatz, der ein vollständig integriertes System mit einem Einplatinencomputer vorsieht, als technisch nicht zufriedenstellend erweisen würde. In der Folge fiel die Entscheidung für ein 19-Zoll-System von Elma. Überzeugend war vor allem der Erfahrungsschatz, den die Elma-Spezialisten bei der Umsetzung von Kundenprojekten vorweisen konnten. Zu den Referenzen gehören die zahlreichen Anwendungen mit höchsten Anforderungen an die mechanische und elektrische Stabilität, die Elma bereits für Luft- und Raumfahrtanwendungen realisiert hat. Dies spiegelte sich bereits darin wider, dass in der Vorprojektphase schnell ein detailliertes und überzeugendes Konzept in kooperativer Atmosphäre erstellt wurde. Auf der Grundlage dieses Konzepts wurde diese Lösung entwickelt, gefertigt und erfolgreich umgesetzt.
Erhebliche Herausforderungen
- Modifizierte CompactPCI-Backplane
- Leistungsstarke Kühlung
- Lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit
- Robust
- Gewicht
