Open Source in der Raumfahrt

 

Einleitung

Als ich angefangen habe mich mit dem Thema „Open Source in der Raumfahrt“ zu beschäftigen, habe ich gedacht, dass das Thema relativ klein ist, Linux auf der ISS und auf dem „Mars Helikopter“ Ingenuity oder der Open source Rakete der „Portland State Aerospace Society“. Jedoch ist dies ein Thema, was seit etwa 10 Jahre sehr präsent bei „NASA“ , „Space X“, „ESA“ oder anderen Raumfahrt Organisationen ist.

 

 

Die ersten Schritte im Open Source Bereich

Die erste Open Source Software der NASA war „NASA WorldWind“, diese Software, die einen detaillierten 3D Blick auf unsere Erde gibt, wurde 2003 veröffentlicht. Im Januar 2012 kam die offizielle NASA Open Source Seite online. Auf dieser Seite wird Code sowie Software als auch Baupläne oder Blueprints veröffentlicht und zum Download bereitgestellt. Nach aktuellem Stand (18. Juni 2021) wurden bereits 573 NASA Open Source Projekte veröffentlicht. Jedoch nicht nur die NASA hat Open Source Projekte sondern auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die ESA oder Space X arbeiten an Open Source Projekten mit, benutzen sie oder entwickeln eigene. Ein gutes Beispiel dafür ist „Virtualsatellite“, dies ist eine Software, welche vom DLR-Institut für Softwaretechnologie entwickelt wird. Diese Software dient zur grafischen modellbasierten Entwicklung von Satelliten- und anderen Weltraumsystemen.

 

 

Aktuelle Open Source Projekte

Im aktuellen Einsatz befinden sich verschiedene Open Source Projekte, die entweder von der jeweiligen Organisation entwickelt und veröffentlicht wurden oder auf Open Source Software von anderen Entwicklern zugreifen.

 

 

Ingenuity

Der „Mars-Helikopter“ Ingenuity, auf dem das Open Source Betriebsystem GNU/Linux läuft, ist nicht nur die erste Demonstration eines Motoren-betriebenen Flugkörpers auf einem anderen Planeten, nein, er zeigt auch beeindruckend, wie GNU/Linux auf dem Mars für bahnbrechende Forschung eingesetzt wird und damit Daten liefert, die wir für die spätere Besiedelung des Marsses unerlässlich sind. Dies beweist zudem, dass der Einsatz von professionellen Drohnen zum Transport, der Erkundung und Bewirtschaftung des Mars möglich sind.

 

mars rover

 

 

Der Viper Rover

Der „Volatiles Investigating Polar Exploration Rover“, kurz Viper Rover ist ein sehr widerstandsfähiger Mond Rover der NASA, der die 2 wöchigen Mond-Nächte, die bis zu -173°C kalt sind, überleben soll. Die Mission des Revers ist Wassereis zu suchen, aus dem man Raketentreibstoff herstellen kann. Diese Mission alleine hat schon große Bedeutung, da uns dies den Weg zum Mars eröffnen könnte und der Mond so als eine Art „Tankstelle“ dient. Jedoch ist dies nicht das einzige beeindruckende an diesem Rover, er läuft nämlich über das offene Betriebssystem ROS 2 (Robot Operating System 2), welches auf GNU/Linux basiert.

 

moon

 

 

ArduSat

Der „ArduSat“ ist ein würfelförmiger Satellit, der auf dem CubeSat Konzept basiert. Der CubeSat ist ein würfelförmiger Kleinsatellit der 1999 von der Stanford University und der California Polytechnic State University entwickelt und 2004 das erste mal in der Raumfahrt Einsatz fand. Der ArduSat ist ein Satellit, der dieses Konzept verfolgt, jedoch auf einem Arduino Microcontroller basiert. Andere verbaute Teile in diesem Kleinsatelliten sind Sensoren, die je nach Bedürfnis eingebaut und konfiguriert werden können. Außer der Hardware, die für Erfassung und Verarbeitung der empfangen Daten zuständig ist und der Hardware die den Betrieb ermöglicht, sind auch Antennen und andere Kommunikatiosgeräte verbaut, die die Kontaktaufnahme zum ArduSat ermöglichen. Da jedoch der gesamte Satellit Open Source ist, lässt sich dieser in der verbauten Hardware nach eigenen Wünschen konfigurieren und programmieren. Theoretisch kann man den gesamten Satelliten mit handelsüblichen Teilen bauen. Das einzige Problem ist dann, ihn in einen Erdorbit zu bekommen. Aber mit dem nötigen Kleingeld ist auch das möglich.

 

Arduino Chip

 

 

Linux auf der ISS

Im jahre 2013 wurden von der United Space Alliance, die für die Computertechnik zuständig ist, viele der Laptops, die auf der ISS (International Space Station) für wissenschaftliche Arbeiten und den Betrieb der Station verwendet wird, von Windows XP auf Debian OS umgestellt. Diese Entscheidung wurde damit begründet, dass ein zuverlässiges System gebraucht wird, das die United Space Alliance selbst aktualisieren verändern und anpassen kann. Andere Teile der ISS wurden auch schon vor der abgeänderten Versionen von „RedHad“ oder „Scientific Linux“ umgestellt.

 

ISS

 

 

 

Fazit (eigene Meinung)

Nach aktuellem Stand ist die Raumfahrtindustrie auf einem guten Weg. Linux auf der ISS und in verschiedenen Weltraumsystemen und Kleinsatelliten, die jeder selbst bauen kann. Jedoch liegt noch ein langer Weg vor uns. Die NASA ist hoffentlich eine Inspirationsquelle für anderer Raumfahrt Organisationen und Unternehmen, damit auch sie Open Source Software nutzen und veröffentlichen. Da in den nächsten Jahren und Jahrzehnten geplante Mars- und Mondmissionen, die teilweise sogar bemannt sind, steht eine sehr interessante und innovationsreiche Epoche der Raumfahrt und der Software, die  genutzt wird bevor - mit etwas Glück ist dies Open-Source.

 

 

 

Quellen: 

 

Nasa open source Seite: https://code.nasa.gov

DLR: https://www.dlr.de/sc/desktopdefault.aspx/tabid-5951/9688_read-19161

NASA WorldWind: https://worldwind.arc.nasa.gov

Mars helicopter (Ingenuity): https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/#Quick-Facts

Viper Rover: https://www.nasa.gov/viper

ArduSat: https://en.wikipedia.org/wiki/ArduSat 

CubeSat: http://www.astrobio.net/news-exclusive/tiny-satellites-for-big-science/

Arduino: https://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction

 

Stockfotos: 

 

Arduino:  Bild von Pablo Klaschka auf Pixabay

ISS: Bild von WikiImages auf Pixabay

Mond: Bild von Pexels auf Pixabay

Mars Rover landing: Bild von David Mark auf Pixabay