Das Twins4Space-Projekt entwickelt eine dezentrale Softwareplattform zur Orchestrierung von Digitalen Zwillingen und Diensten, die hochgradig fehlertolerante und rekonfigurierbare Raumfahrtsysteme ermöglicht. Die verteilte Architektur der Plattform ermöglicht die dynamische Kommunikation zwischen Digital Twins und Diensten, die Implementierung von Funktionen auf höherer Ebene, wie z. B. der Lageregelung, und die Aufrechterhaltung der Systemstabilität bei Komponentenausfällen.
Im Vergleich zu herkömmlichen monolithischen Ansätzen bietet diese Architektur entscheidende Vorteile:
- Erhöhte Fehlertoleranz durch autonome Systemrekonfiguration
- Dynamische Rekonfiguration von Systemfunktionen zur Laufzeit
- Upgrades und Wartung im Orbit
- Robuster Betrieb bei Teilausfällen des Systems
- Verwendung von kommerzieller Hardware durch fehlertolerantes Softwaredesign
Die Verteilung von Software auf mehrere Rechnerknoten bringt neben diesen Vorteilen aber auch neue Herausforderungen mit sich. Das Projekt untersucht diese Kompromisse anhand eines repräsentativen Labordemonstrators, der vier prototypische Satellitenmodule sowie einen vollwertigen virtuellen Satelliten umfasst, und validiert die Rekonfigurationsfähigkeiten und Fehlertoleranzmechanismen der Plattform.
Die Anwendungen des Konzepts gehen über Raumfahrtsysteme hinaus und erstrecken sich auch auf terrestrische Anwendungsfälle wie Robotik und industrielle Steuerungen, was sein breites Potenzial für das verteilte Systemmanagement demonstriert.
Partner:
- RIF Institut für Forschung und Transfer e.V.
- Lehrstuhl für Informatik VIII – Informationstechnik für Luft und Raumfahrt, Universität Würzburg
Diese Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter dem Kennzeichen 50RA2103 gefördert.
