Kommunikationskonzepte für selbstorganisierende verteilte Kleinstsatellitensysteme

Die Raumfahrt steht vor einem Paradigmenwechsel: Als Alternative zu monolithischen Satellitensystemen werden vermehrt Gruppen von kleinen, kooperierenden Satellitenystemen in Betracht gezogen. Dies erlaubt flexiblere Missionen und neue Anwendungsszenarien bei zugleich niedrigeren Kosten und verbesserter Ausfallsicherheit, bedingt aber neue und im Vergleich zu den bisher g?ngigen Ans?tzen deutlich komplexere Kommunikations- und Koordinationsverfahren. Das hier beantragte Projekt wird Grundlagen für die Kommunikation in zukünftigen Systemen kooperierender Kleinstsatelliten legen. Erstrebenswert ist dabei ein robustes Gesamtsystem, das Kommunikationsbandbreite und Energie effizient nutzt und dabei mit (Teil-)Ausf?llen umgehen und diese soweit m?glich kompensieren kann. Es müssen beispielsweise Status- und Positionsinformationen zwischen den Satelliten ausgetauscht, Sensordaten energieeffizient zur Erde übertragen und Befehle zuverl?ssig in das Satellitennetz übermittelt werden.Das Projekt nutzt dabei zwei spezifische Szenarien aus dem Bereich der Erdbeobachtung als Ausgangspunkt und konzentriert sich auf Fragen des Kommunikationsprotokollentwurfs in solchen Systemen. Das erste Szenario betrachtet eine Formation von Erdbeobachtungssatelliten, also eine Gruppe von relativ nahe beieinanderstehenden und sich kooperativ gemeinsam ausrichtenden Satelliten, die gemeinsam optische oder magnetische Messungen durchführen und dabei ihre Positionsunterschiede für die zeitgleiche Erfassung von Daten an mehreren Punkten bzw. aus unterschiedlichen Blickwinkeln nutzen k?nnen. Das zweite Szenario basiert auf einer Satellitenkonstellation, also einer Anordnung auf r?umlich stark verteilten Bahnen, mittels derer die aktuellen Positionen von Transpondern (beispielsweise auf Zügen, Schiffen oder Flugzeugen) weitr?umig erfasst werden werden. Es stellt damit deutlich andere, aber ebenfalls für praktische Anwendungsf?lle sehr relevante Anforderungen.In beiden F?llen sollen die Charakteristika von Kleinstsatellitennetzwerken genutzt werden, um die Effizienz der Kommunikation zu erh?hen. Hierzu geh?ren die vorhersagbaren 金贝棋牌zeiten zwischen den Netzwerkteilnehmern und das Wissen über Menge, Ursprung und Struktur der erhobenen Daten, aber auch die im Vergleich zu vielen anderen Gebieten relativ gute Vorhersagbarkeit von Verfügbarkeit und Verbrauch von Energie und anderen Ressourcen. Dies kann beispielsweise bei der Planung von ?bertragungen oder für eine kooperativ zwischen den Satelliten durchgeführte Datenaggregation ausgenutzt werden. Die entworfenen Protokolle und Mechanismen werden analytisch, simulativ und experimentell untersucht.