Datenverarbeitung im Orbit und die Möglichkeit, mehrere Anwendungen anzuschließen – als Teil der IGNIS-Mission

Datenverarbeitung bereits im Orbit und die Möglichkeit, viele Anwendungen zu „vernetzen“ – das sind die Hauptannahmen des „LeopardISS“-Experiments. Das Gehirn der gesamten Struktur ist eine kompakte Datenverarbeitungseinheit mit den Abmessungen etwa 10 x 10 x 10 cm, die bereits an der ISS angekommen ist und auf die Besatzung der polnischen Mission wartet.

„LeopardISS“ ist eines von 13 Experimenten im Rahmen der polnischen Technologie- und Wissenschaftsmission IGNIS zur Internationalen Raumstation (ISS). Obwohl der Start der Ax-4-Crew – mit dem polnischen Konstrukteur der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) Dr. Sławosz Uznański-Wiśniewski – am 29. Mai stattfinden soll, wurde das Gerät in diesem Fall auf einen früheren Flug geschickt. Die Einheit ist bereits an der ISS angekommen und wartet dort auf die Ax-4-Crew, um mit dem Experiment zu beginnen.

Das Gerät selbst sieht unscheinbar aus – es ist ein kleiner Würfel mit etwa 10 cm Kantenlänge, in einem Aluminiumgehäuse. Seine Hauptkomponente ist die Leopard-Datenverarbeitungseinheit. „Es ist ein winziger Fleck, aber er verfügt über viel Speicher und ermöglicht die Ausführung der fortschrittlichsten Algorithmen der künstlichen Intelligenz“, betonte Dawid Lazaj von KP Labs mit Sitz in Gliwice.

„Künstliche Intelligenz-Algorithmen sind hier der Schlüssel, weil sie eine autonome Datenverarbeitung im Orbit ermöglichen“, fügte er in einem Interview mit PAP hinzu.

Wie er erklärte, kann der Computer während Kommunikationssitzungen (d. h. wenn sich der Satellit während seiner Bewegung entlang seiner Umlaufbahn in der Reichweite von Sendern eines bestimmten Ortes auf der Erde befindet) angewiesen werden, in seinem Speicher abgelegte Daten oder Datensätze zu verarbeiten. „Wenn wir den Satelliten dann aus den Augen verlieren, verarbeitet der Computer die Daten und wir erhalten das Ergebnis während der nächsten Kommunikationssitzung. Wir haben tagsüber etwa ein Dutzend solcher Sitzungen und die Pause dazwischen dauert etwa anderthalb Stunden“, erklärte er.

Dieser Ansatz, einen erheblichen Teil der Datenverarbeitung in die Umlaufbahn zu verlagern und ein gewisses Maß an Computerautonomie zu erreichen, sei im Hinblick auf die Entwicklung von Weltraumtechnologien von entscheidender Bedeutung, fuhr Dawid Lazaj fort.

„Das liegt daran, dass im Orbit immer mehr Daten produziert werden und Kameras und Sensoren immer besser werden. Die Bilder werden also immer schwerer, was ihre Übertragung zur Erde zu einer enormen Herausforderung macht. Die Bandbreite der Verbindung wächst zwar, aber überproportional im Vergleich zur Menge der im Orbit produzierten Daten. Daher dieser Trend“, sagte er.

Dies ist auch deshalb wirtschaftlich, weil dem Computer, während der Satellit in der Umlaufbahn ist und sich außerhalb seiner Reichweite befindet, keine Befehle erteilt werden können. So kann er, trainiert durch Algorithmen des maschinellen Lernens, diese Zeit beispielsweise „nutzen“. indem Sie die Qualität der Fotos analysieren (z. B. indem Sie Fotos löschen, bei denen Wolken die Sicht auf die Erdoberfläche verdecken) oder indem Sie deren Größe reduzieren.

Die im Experiment während der IGNIS-Mission verwendete Datenverarbeitungseinheit ist keine neue Entwicklung, da der polnische Satellit Intuition-1 bereits seit November 2023 im Orbit ist – mit Leopard, der weiterhin in Betrieb ist und Daten überträgt. „Es ist dieselbe Komponente, dieselbe Einheit zur Datenverarbeitung. Wir wollten nicht zu sehr darin eingreifen, um zu zeigen, dass es modular und erweiterbar ist“, sagte Dawid Lazaj.

Eine kleine aber wesentliche Änderung besteht darin, dass bei LeopardISS keine Software dauerhaft „installiert“ wird, sondern man per Fernzugriff zusätzliche Anwendungen „einstecken“ kann.

Die erste getestete Anwendung dieser Art wird das Projekt der Technischen Universität Posen zur Kartierung von 3D-Bildern für Planetenrover-Missionen sein.

Wenn die Tests erfolgreich verlaufen, könnte der LeopardISS-Computer in Zukunft dauerhaft auf der Internationalen Raumstation stationiert sein und verschiedene Einheiten könnten vorübergehend eigene Anwendungen darauf „hochladen“, um Forschungsdaten zu sammeln oder Beobachtungen durchzuführen – ohne dass dafür eigene „harte“ Hardware erforderlich wäre.

Wie Dawid Lazaj berichtete, soll der Rechner 180 Tage im laufenden Betrieb laufen – „also auch wenn es mal eine Ausfallzeit gibt, zählen die Betriebstage.“

„LeopardISS“ befindet sich bereits auf der Internationalen Raumstation und wartet dort auf die Besatzung der IGNIS-Mission. Wie Dawid Lazaj erklärte, besteht die Aufgabe der Astronauten darin, den Würfel mit der Ausrüstung zu verbinden, die dem belgischen Unternehmen ICE Cubes Service gehört. Danach können Sie die Anwendung ausführen.

Wie er sagte, sind die Lösungen von KP Labs nicht die einzigen, wenn es um die Technologie zur Verarbeitung von Daten im Orbit geht. „Was uns aber auszeichnet, ist diese sehr kompakte Einheit“, betonte er. Er erinnerte auch daran, dass das polnische Raumfahrtunternehmen KP Labs bereits über Erfahrungen verfügt und unter anderem mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zusammenarbeitet.

Die Besatzung der Ax-4-Mission, die Ende Mai zur ISS fliegen wird, besteht aus: Peggy Whitson (USA) – Kommandantin; Sławosz Uznański-Wiśniewski (Polen/ESA) – Spezialist; Shubhanshu Shukla (Indien) – Pilot und Tibor Kapu (Ungarn) – Spezialist. Die Astronauten werden 14 Tage auf der Station verbringen.

Dies wird die nächste kommerziell bemannte Expedition sein, die von Axiom Space durchgeführt wird. Die polnische Beteiligung an der Mission ist das Ergebnis einer zwischen dem Ministerium für Entwicklung und Technologie und der ESA unterzeichneten Vereinbarung zur Vorbereitung und Durchführung der polnischen wissenschaftlichen und technologischen Mission IGNIS zur ISS. An den Vorbereitungen ist auch die Polnische Raumfahrtagentur (POLSA) als ausführende Agentur des Ministeriums für Technologie und Technik beteiligt.

Dr. Sławosz Uznański-Wiśniewski wird der zweite Pole im Weltraum sein.

Agnieszka Kliks-Pudlik (PAP)

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