Ein Projekt ist „eine zeitliche Unternehmung, um ein einzigartiges Produkt, einen Service oder ein Resultat produzieren soll“. Produktentwicklungsprojekte sind hierbei besonders komplex, da das gewünschte Ergebnis dynamisch, unsicher und nicht hundertprozentig bekannt ist. Diese Projekteigenschaften treten besonders im Rahmen multidisziplinärer Produktentwicklungsprojekte, wie zum Beispiel Satellitenprojekte, auf. Deshalb soll im Rahmen des Kleinsatellitenprojekts „Flying Laptop“ am Institut für Raumfahrtsysteme ein adaptives Prozessmodel entwickelt und implementiert werden.

Das Herzstück der Antennenanlage des IRS ist der Rotor für die Ausrichting der Antennen. In verschiedenen vorausgegangenen Arbeiten wurde eine alte Radaranlage zu einem Antennnesystem für die Satellitenkommunikation umgebaut. Um die Bahn eines Satelliten nachverfolgen zu können, soll im Rahmen dieser Arbeit die vorhandene Steuerung um mehrere Regler erweitert werden.

In Kooperation mit dem IRS ist eine studentische Arbeit an der Baylor University, USA zu vergeben.

In einem Zeitraum von ca. 6 Monaten soll am Center for Astrophysics, Space Physics, and Engineering Research (CASPER) eine Bodenstation für die Kontrolle eines Satellliten aufgebaut werden. Diese Station soll kompatibel zu der IRS Station sein und für die Kontrolle des Flying Laptops genutzt werden. Unter folgendem Link kann die Aufgabenstellung heruntergeladen werden.

 Gute Englischkenntnisse und eigenständiges Arbeiten sind Voraussetzungen für diese Arbeit.

Bei Interesse bitte mit Ulrich Beyermann Kontakt aufnehmen. Zur Bewerbung in den USA werden ein kurzes Anschreiben, ein Lebenslauf und ein aktueller Auszug der Noten benötigt.

Vollständiger Arbeitstitel:

Qualifikation und experimentelle Charakterisierung des multispektralen Kamerasystems MICS auf Flying Laptop

Ziel der Arbeit ist es, das vorhandene Engineering Modell des MICS im Labor zu charakterisieren und für den Einsatz im Weltraum zu qualifizieren. 
Für die Kalibration des Systems wird das Optiklabor im neuen Reinraum des Raumfahrtzentrum Baden-Württemberg genutzt. In Vorarbeiten wurde ein Messplatz aufgebaut und evaluiert, so dass die spektrale und radiometrische Charakterisierung zeitnah erfolgen kann. Für die  Vibrationstests  soll zunächst ein mechanischer Testrahmen aufgebaut werden,  und das Engineering Model der MICS anschließend auf dem Shaker qualifiziert werden. Dies kann voraussichlich bei  der DTSquare GmbH durchgeführt werden. Für die sich anschließenden Thermal-Vakuum-Test wird der Weltraumsimulator des IRS verwendet. Sollten Tests nicht erfolgreich absolviert werden können, sind entsprechend Lösungen zu erarbeiten und in das bestehende Design des MICS einzuarbeiten.

Vollständiger Arbeitstitel:
Entwicklung, Aufbau und Charakterisierung eines Batteriestring-Prototypen für den Flying Laptop

Die Energiegeneration wird beim Flying Laptop durch Solarzellen realisiert. Um die benötigte Energie in der Schattenphase sowie bei wissenschaftlichen Beobachtungen zur Verfügung stellen zu können, benötigt der Flying Laptop ein sekundäres Energiesystem. Dieses soll in Form von Nickel Metall-Hydrid-Batteriezellen umgesetzt werden. Das Batteriesystem soll komplett am IRS entwickelt und aufgebaut werden.

Vollständiger Arbeitstitel:
Design, Implementierung und Verifikation von Steuer- und Überwachungsroutinen
für den FPGA-basierten Rechenknoten des Kleinsatelliten Flying Laptop

Flying Laptop dient in erster Linie zur Demonstration neuer Satellitentechnologien, verfügt jedoch auch über zwei Kamerasysteme für Erdbeobachtungsanwendungen. Gesteuert werden alle Nutzlasten von einem dedizierten Payload On-Board Computer (PLOC), der im Kern aus einem vom Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST entwickelten Rechenknoten besteht. Dieser Rechenknoten (Central Processing Node – CPN) ist zentraler Gegenstand dieser Arbeit. Er basiert auf einem Field Programmable Gate Array (FPGA) vom Typ Xilinx Virtex II-Pro, der neben der Steuerung der Nutzlasten auch Bildverarbeitungsroutinen durchführen soll. Um die Funktion des Rechenknotens auch unter Weltraumbedingungen zu gewährleisten, verfügt der Knoten über spezielle Konfigurationshardware und Fehlererkennungsmechanismen.

As there is not always the possibility for the Flying Laptop to have contact to the ground, it is essentiell for the small satellite to be able to handle failures and malfunction autonomous. Otherwise we would face the danger of losing the complete mission. Therefore a system analysis needs to be performed to identify possible failure sources and judge there impact on the system function.

For the Flying Laptop, the On-Board Software that controls algorithm computation, mode switches and reactions on malfunctions, is developed inhouse at the IRS. Based on an existing RTEMS kernel all layers on top of that have to be implemented.

In der aktuellen Phase des Flying Laptop Projektes muss die Thermalsimulation des Satelliten durch Tests verifiziert werden. Hierzu wird ein sogenanntes Struktur-Thermal-Modell (STM) aufgebaut werden, welches sich in seinem thermalen Verhalten wie der spätere Satellit verhalten soll. Diese Arbeit soll sich mit der Durchführung und Auswertung der thermalen Tests mit diesem STM beschäftigen.

Im Rahmen des Kleinsatellitenprogramms am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart wird der Satellit Flying Laptop entwickelt. In der aktuellen Phase des Projektes muss die Thermalsimulation des Satelliten durch Tests verifiziert werden. Hierzu wird ein sogenanntes Struktur-Thermal-Modell (STM) aufgebaut und thermal getestet. Um eine einfache Anpassung der zugehörigen Thermalsimulation an die Messergebnisse zu ermöglichen, soll im Rahmen dieser Arbeit mehrere Methode für diesen Zweck erstellt und analysiert werden.

Der Begriff "Reservoir Computing" beinhaltet verschiedene, neu entwickelte Techniken