SPACE USB

Die Natur der Raumfahrt hat jede Raumfahrtmission seit dem Start des ersten künstlichen Satelliten stark eingeschränkt. In der Regel entstehen dadurch hochintegrierte Einwegraumfahrtsysteme, die nur schwer zu warten und/oder aufzurüsten sind – falls erforderlich. Gleichzeitig ist es mit dem aktuellen Missionsparadigma schwierig, die derzeitige Verbreitung von Weltraummüll nachhaltiger zu nutzen. Alle diese Fakten weisen darauf hin, dass die Morphologie des Raumfahrzeugdesigns und die Art und Weise, wie Raumfahrzeuge verwendet werden, verändert werden müssen, um eine kostengünstige Wartung und Montage im Orbit zu ermöglichen.

Auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit und besserer Nutzbarkeit und Wartbarkeit von Raumfahrtsystemen kommt modulare Robotik ins Spiel.

Entwicklungen führen derzeit in Richtung Bau von Raumfahrtsystemen wie z.B. Satelliten mit Hilfe von Modulen. Dies kann helfen, den Weltraummüll zu reduzieren, indem vor allem z.B. defekte Module durch eine Kombination modularer Teile ersetzt werden können, ohne Ganze und komplexe Raumfahrtsysteme aufgeben zu müssen, wie es derzeit noch der Fall ist.

Hierzu ist von großer Bedeutung, dass Standardverbindungselemente mit vielfältigen Funktionen verwendet werden. Um die Module miteinander kombinieren zu können, wird eine sogenannte multifunktionelle Schnittstelle benötigt, die u.a. verschiedene Funktionen abdeckt, wie mechanische Verbindung sowie Übertragung von elektrischer Leistung, Daten, Wärme und Fluiden.

Derzeit gibt es noch keine Standards für multifunktionale Schnittstellen für orbitale Anwendungen.

Verbindungen für diese Zwecke. Im Verbundprojekt „SPACE USB“ wird eine Standardisierung erarbeitet, die es ermöglicht, modulare Systeme für große und komplexe Strukturen in der Raumfahrt und im Weltall zu nutzen. Die europäischen Interfaces SIROM, HOTDOCK und iSSI® sind aufgrund ihrer mechanischen, elektrischen und softwaretechnischen Unterschiede nicht kompatibel und können nicht gemeinsam genutzt werden. Das SPACE-USB-Projekt zielt darauf ab, sie zu standardisieren oder eine Weise vorzuschlagen, die Interkonnektivität zu ermöglichen, ähnlich wie der USB-Standard (Universal Serial Bus) im Bereich der Informationstechnologie.

Die Definition dieses Verbindungsstandards soll den Aufbau, die Wartung oder die Rekonfiguration von großen Strukturen durch Verbindung solcher multifunktionellen Schnittstellen im Weltraum ermöglichen. Die Schlüsselfaktoren werden identifiziert und als Standard empfohlen, während ein Adapter entwickelt wird, um die drei bestehenden europäischen multifunktionellen Schnittstellen gemeinsam nutzen zu können. Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das auf langjährige Erfahrung in der Entwicklung von multifunktionellen Schnittstellen für terrestrische und extraterrestrische Anwendungen zurückblicken kann, wird eine beratende und entscheidende Rolle zur Unterstützung der Standardisierung übernehmen.

Das Projekt „SPACE USB“ der von der EU geförderten Initiative HORIZON-CL4-2023-SPACE-01-12 zielt darauf ab, ein verbessertes Standardisierungsniveau für zukünftige multifunktionelle Schnittstellen zu definieren und ihre Anwendung zu demonstrieren.