NASA - Wettbewerb stellt HinzTec Produkte auf eine harte Probe

Ein außergewöhnlicher Quereinstieg in die Raumfahrt gelang dem Unternehmen HinzTec mit dem anyfrog und seinem Short Message Display (SMD). Die eigentlich für begeisterte Amateurfunker als APRS Komponenten für den Betrieb einer Wetter- oder Positionsbake konzipierten Geräte avancierten sich beim NASA - Great Moonbuggy Race (einem Wettbewerb für Nachwuchsingenieure in der Raumfahrt) zum Herzstück der Telemetriedatenübertragung und Verarbeitung.

Durch die Unterstützung des ersten Nicht-US-Teams auf diesem Wettbewerb durch leicht modifizierte Hard- und Software von HinzTec und Midland konnte in den vergangenen 2 Jahren eine leistungsfähige Fahrzeugtelemetrie für ein Moonbuggy (Vorreiter späterer bemannter Rover auf Mond und Mars) entwickelt werden. Der daraus resultierende wissenschaftliche Anspruch, seine Einfachheit und Zuverlässigkeit hat die Veranstalter im Marshall Spaceflight Center der NASA in Huntvsille Alabama und die Wissenschaftlerjury (darunter der Chefingenieur des Apollo-Mondrovers und das American Institute of Aeronautics and Astronautics, AIAA) derart begeistert, dass daraufhin ab 2010 ein eigener internationaler NASA-Elektronik-Award für Telemetrietechnik an Moonbuggys ausgelobt wird.

Der Hergang

Die weite Entfernung zwischen Europa und USA forderte vom einzigen teilnehmenden europäischen Jungingenieursteam (das German Team), Messdaten für fortgehende Konstruktionen beim Wettkampf (ein schwieriger Offroad-Kurs) zu erheben. Erst durch die Auswertung dieser Daten konnten wissenschaftliche Berechnungen zu folgenden Konstruktionen gewonnen und diese präzisiert werden. Die Auswertung muss dabei in zwei Schritten erfolgen: zeitgleich für eine Teamanalyse durch Datenübertragung, sowie spätere präzisere Analysen durch Datenlogs am Fahrzeug. Konstruktionen aus neuen Werkstoffen wie Carbonfaser, Komposit und Halbkomposite erfordern genaue Messdaten unter echten Bedingungen.

Die Technik

Der anyfrog wurde mit dem SMD und einer modifizierten Firmware als Codierer eingehender Messdaten angewendet. Diese sind wie bei der Nutzung als Wetterstation: GPS-Werte, Drehzahlen, Temperatur, Spannung und Beschleunigungswerte (anstelle weiterer Wettermessdaten). Die modifizierte Firmware aktiviert den anyfrog im Sekundentakt zur Versendung eines Datenpaketes (Bake) im sicheren AX.25 Protokoll. Als Sendeeinheit werden handelsübliche CB-Funkgeräte benutzt. Sie ersparen den Jungkonstrukteuren den zeitaufwendigen Weg über eine Amateurfunklizenz. Ein Datenlogger am anyfrog sichert zusätzlich alle eingehenden Datenströme im 200 ms-Takt.

Die mobile Empfangsstation ist ebenfalls mit CB-Empfänger, einem Terminal Node Controller (TNC) und einem Notebook ausgestattet. Die eingehenden Daten werden zeitgleich entpackt und sind wie beim APRS auf einer kalibrierten Karte mit der angepassten Software TrackOn 1.2 von HinzTec zu sehen. TrackOn 1.2 zeichnet die empfangenen Daten ebenfalls als Logfiles im Klartext auf. Diese Logfiles erlauben den Teilnehmern ein sofortiges Einlesen in ein eigens entwickeltes Auswertungsprogramm. Allein für die recht präzise und zeitgenaue Positionsbestimmung via HinzTec - Technologie mit anyfrog, SMD und TrackOn 1.2 lobte die NASA im Jahre 2008 den „System Safety Award“ aus.

Die Softwareanalyse als Ertrag der gewonnenen Daten ermöglicht verschiedene Profile wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Höhe. Auch werden genaue berechnete Werte wie Drehmomente, winzige Standzeiten, Spitzenwerte, gewirkte Kräfte und verrichtete Arbeit ausgegeben. Sie ermöglichen das bessere Verstehen der Vorgänge in Struktur und Festigkeit des Fahrzeuges, dessen Getriebe und Antriebe. Als erstes belegbares Ergebnis kann das für 2009 eigens entwickelte Differenzialgetriebe genannt werden, dessen Berechnungen direkt auf Daten der HinzTec - Technologie beruhen. Dieses Getriebe war der Ausschlag für den „NASA Best International Team Award“ und den „Most Improved Award 2009“ von Jacobs Industries.

Durch diese Erfolge des „German NASA Moonbuggy Teams“ seit 2007 wurden zahlreiche internationale Teams aus Europa, Asien und Mittelamerika motiviert, sich diesen Herausforderungen der NASA zu stellen.

In den kommenden Jahren ist zu erwarten, dass sich immer mehr Jungingenieure aus der Raumfahrt den HinzTec - Produkten widmen werden. Aerospace-Workshops in der USA, Moskau, auf der Krim und in Deutschland haben die HinzTec - Produkte in ihr Programm aufgenommen. Weitergehende Einbindungen in die Telemetrie flugfähiger 1:5 Prototypen für aerodynamische Tests künftiger Flugzeuge sind in Vorbereitung.

Das International Space Education Institute dankt der Fa. HinzTec und freut sich auf eine fortgehende Partnerschaft mit der Raumfahrt, ihren Industrien und Nachwuchsingenieuren.

Ralf Heckel

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www.spacepass.de

Wir danken Ralf Heckel für den Beitrag und wünschen dem Team Germany weiterhin viel Erfolg beim NASA - Great Moonbuggy Race und den zukünftigen Projekten.