Drahtlose Ad-hoc-Netzwerke im Weltraum
Hunderte oder sogar tausende kleine Sensoren könnten von einem einen Planeten umkreisenden Satelliten abgesetzt werden und als verteiltes Instrument zur Erkundung und Untersuchung seiner Oberfläche dienen. Im Einzelnen würde die Fähigkeit zur Beobachtung der Planetenatmosphäre dazu beitragen sicherzustellen, dass an dem Ort, an dem die Landung geplant ist, keine gefährlichen Bedingungen herrschen. Das von der EU finanzierte Projekt SWIPE (Space wireless sensor networks for planetary exploration) wurde ins Leben gerufen, um ein Planetenerkundungsszenario dieser Art zu entwickeln. Die vorgeschlagene Mission basierte auf adaptiver drahtloser Technologie. Diese, dem neuesten Stand entsprechende Technik war bereits in der Notfallrettung in abgelegenen Gebieten im Einsatz, wo die Konnektivität mit der Außenwelt begrenzt ist. Die im Rahmen von SWIPE entworfenen und gefertigten Sensoren sind mikrometeorologische Stationen, die Umweltparameter wie beispielsweise Temperatur, Staubablagerungen, Strahlung und Licht in verschiedenen Wellenlängen messen können. Jede Station wird autonom mit Solarenergie betrieben und verfügt über Ressourcen zur Datenverarbeitung sowie zur Vernetzung. Einige der mit Satellitenkommunikationsmöglichkeiten ausgestatteten SWIPE-Stationen können eine Verbindung mit einem Satelliten in der Umlaufbahn um den Planeten herstellen. Gemeinsam bilden sie ein eigenes Ad-hoc-Netzwerk. Die aus dem vierteiligen Sensorsatz gewonnenen Daten würden zuerst verarbeitet und dann an den Orbiter gesendet werden. Über auf dem Planeten vorgefundene Umweltbedingungen gesammelte Messungen können von den Stationen unter Einsatz von speziell dafür vorgesehenen Datenfusionsalgorithmen behandelt werden. Die Daten passieren dann das Netzwerk und werden zusammengestellt und organisiert, bevor sie an den Orbiter gesendet und später zur Erde übertragen werden. Die SWIPE-Partner haben dieses Missionsszenario auf die Mondoberfläche verlegt. Sie entwickelten außerdem vollständig funktionsfähige Netzwerkknoten mit der Sensornutzlast, um drei verschiedene Kommunikationsebenen zu bewerten: innerhalb des drahtlosen Sensornetzwerks, zwischen Sensornetzwerk und dem Relais-Satelliten sowie zwischen dem Satelliten und der Erde. Das gesamte System wurde sowohl im Labor als auch auf einem Erdanalog in Spitzbergen, Norwegen, erprobt, das speziell in Abstimmung mit dem Einsatzszenario ausgewählt wurde. Obgleich sich die Arbeit auf Mare Ingenii auf der Mondrückseite konzentrierte, können die Resultate auf andere Planetenerkundungsmissionen einschließlich einer Marsmission extrapoliert werden. SWIPE gelang die erfolgreiche Anwendung von hybriden Netzwerktechnologien, die für terrestrische Zwecke entwickelt wurden, und implementierte sie zur Lösung von Problemen bei der Planetenerkundung. Verglichen mit einsamen Planetensonden können drahtlose Sensornetzwerke größere Flächen über längere Zeiträume hinweg überwachen.
Schlüsselbegriffe
Weltraum, Space, SWIPE, drahtlose Sensornetzwerke, Planetenerkundung, Orbiter, Raumsonde
