DATENVERARBEITUNG
Ein Datenmodell für viele Missionen
Redaktion / Pressemitteilung von PR&D & Institut für Weltraumforschung der ÖAW
astronews.com
10. März 2014

Im Rahmen des von der EU geförderten Projekts IMPEx ist es Wissenschaftlern nun gelungen, ein Datenmodell zu entwickeln, durch das sich Simulationsergebnisse mit Beobachtungsdaten verschiedener Raumfahrtmissionen direkt verknüpfen lassen. Auf diese Weise wird es möglich, Daten ganz unterschiedlicher Missionen deutlich einfacher mit komplexen Modellrechnungen zu vergleichen.

Potentieller Nutzer des neuen Datenmodells: die ESA-Mission Cluster. Bild: ESA

Die europäische Weltraumagentur ESA führt derzeit zahlreiche Raumfahrtmissionen durch. Aufgrund der jeweils sehr speziellen Anforderungen wurden für jede einzelne Mission dabei die Instrumente individuell entwickelt und auch eine missionsspezifische Software geschrieben, bei der die Datensammlung und -verarbeitung durch individuelle Protokolle erfolgt. Das hat zur Folge, dass der Austausch, der Vergleich und die gemeinsame Nutzung verschiedener Beobachtungsdaten mit aufwendigen Computermodellen von wissenschaftlichen Kooperationspartnern sehr schwierig wird.

Dies ist der Ansatzpunkt des von der europäischen Union geförderten Projekts Integrated Medium for Planetary Exploration (IMPEx) eines Konsortiums österreichischer, finnischer, französischer und russischer Wissenschaftler.

Die Beteiligten entwickelten nun erfolgreich ein Datenmodell, das die Lücke zwischen Beobachtungsdaten und modernen Computermodellen schließen soll. Das Erstellen dieses Datenmodells, dessen Fokus auf Plasma- und Magnetfeldumgebungen zahlreicher Planeten, Monde und Kometen liegt, gelang dem Team in weniger als drei Jahren nach dem Projektstart 2011. Dazu gehören auch eigens angepasste Software Tools und entsprechende Simulations-Datenbanken.

"Unser Datenmodell, das von unseren französischen Kollegen der Institute LATMOS und CDPP in Zusammenarbeit mit russischen und finnischen Projektpartnern entwickelt wurde, wird in großem Maße dazu beitragen, planetare Phänomene zu simulieren und Messungen von Weltraummissionen zu interpretieren", so Dr. Maxim Khodachenko, Projekt-Koordinator und Senior Scientist am Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz. "Darüber hinaus schafft es die Möglichkeit, Modelle mit experimentellen Daten zu verifizieren und Beobachtungslücken mit passenden Simulationsläufen aufzufüllen. Diese Errungenschaften bringen wichtige Vorteile bei der Vorbereitung neuer Weltraummissionen, aber auch beim Lösen technologischer Herausforderungen."

Das Team hofft, dass zahlreiche Weltraummissionen direkt von der Forschung des Projektes IMPEx profitieren werden, insbesondere von der ersten kompletten Version des Datenmodells, welches fortlaufend verbessert wird. Mögliche Missionen wären etwa die geplante Merkur-Mission BepiColombo, aber auch Venus Express und Mars Express, Cluster und Themis für die Erde, Galileo, Juno und Juice für Jupiter und seinen Mond Ganymed, oder Cassini für Saturn und seinen Mond Titan. Auch von der Kometen-Mission Rosetta könnte das neue Datenmodell genutzt werden.

Dabei war eine der größten Herausforderungen, die das IMPEx-Team zu bewältigen hatte, die große Diversität der verschiedenen Software-Systeme, welche in all diesen Missionen zum Einsatz kommen. "Es gibt eine Vielzahl verschiedener Systeme da draußen", erklärt Dr. Esa Kallio vom finnischen Partnerinstitut FMI. "Die Kombination dieser Systeme unter einem einzigen gemeinsamen Kommunikations-Protokoll stellte eine wirkliche Herausforderung dar. Wir mussten ein ganzes Set an Methoden definieren, von denen mehrere von unterschiedlichen Datenbanken geteilt werden."

Vincent Génot, Projektwissenschaftler von IMPEx, ergänzt: "Tatsächlich stellen diese Methoden das Herz des IMPEx-Protokolls dar. Dieses bietet nun mehrere webbasierte Tools zur Kombination, Analyse und Visualisierung von Simulations- als auch Beobachtungsdaten an."

Das IMPEx-Datenmodell hat auch auf der anderen Seite des Atlantiks bereits Interesse geweckt: So wurde es kürzlich erfolgreich von der University of California in Los Angeles angewandt, um komplexe magnetohydrodynamische Modelle diverser weltraumphysikalischer Phänomene zu entwickeln.