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Telespazio VEGA Deutschland GmbH

Simulation als Mittel zur Erkenntnisgewinnung zum Fähigkeitsaufbau für den militärischen Satellitenbetrieb

Christian D. Bodemann

04/03/2015

© Telespazio VEGA Deutschland

Übersicht

Der Weltraum als Herausforderung Die derzeitige Nutzung “Quo Vadis” Erkenntnis Existierende Lösungen Möglichkeiten Vorteile Nachteile

04/03/2015


Der Weltraum als Herausforderung

Der Verteidigungsauftrag der Bundeswehr ist schon lange nicht mehr auf See, Luft und Land beschränkt. Der erdnahe Weltraum bietet einzigartige Möglichkeiten zur Beobachtung und Kommunikation Die BW hat dies erkannt und nutzt mit SatKom BW und SAR Lupe den Weltraum. Allerdings hat der Weltraum auch ein Gefahrenpotential Auch dies hat die BRD erkannt und folgerichtig und betreibt zu diesem Zweck das Weltraumlagezentrum. Allerdings ist die Bundeswehr in einem starkem Maß dabei auf die Nutzung der Informationen beschränkt. Die Satelliten werden von zivilen Dienstleistern geflogen. Das war eine logische und richtige Entscheidung seinerzeit, da die Bundeswehr weder über die technischen, logistischen noch über die personellen Fähigkeiten verfügte. Es steht nun die Einführung der zweiten Generation von Erdbeobachtungssatelliten an und das sollte der richtige Zeitpunkt sein die Frage zu stellen ob diese Vorgehensweise noch Sinn macht.

04/03/2015


Der Weltraum als Herausforderung Typisches Bodensegment

04/03/2015


Der Weltraum als Herausforderung

Die Antwort lautet: Nichts hat sich geändert. Die Bundeswehr hat nie Satelliten geflogen und ist derzeit nicht in der Lage sie selber zu fliegen. Das muss aber nicht so bleiben und es sollte überlegt werden, ob die derzeitige Lage sich nicht soweit verändert hat, dass es Sinn macht, diese Lösung zu überdenken. Damals wie heute gilt das Argument der hoheitlichen Aufgaben und Verantwortung. Von daher gibt es keine Lageänderung. Seit der Inbetriebnahme der ersten Satelliten der BW hat sich aber etwas fundamental geändert. Die Bundeswehr hat keine Wehrpflichtigen mehr und muss mit der Wirtschaft um Nachwuchs konkurrieren. Derzeit werden 7 Satelliten von der BW geflogen, in einer Übergangszeit werden bis zu 10 Satelliten geflogen und es ist nicht auszuschließen, dass sich die Zahl erhöht. Auf dieser Basis sollte überlegt werden, ob es nicht Sinn machen würde, dem Weltraum mehr Gewicht in den Streitkräften zu geben und somit attraktive Laufbahnen und Verwendungen zu schaffen.

04/03/2015


Die derzeitige Nutzung

Bei der derzeitigen Nutzung betreibt die Industrie die Satelliten und die Bundeswehr die Nutzlast. Das war eine gute Aufteilung, da die Industrie keine oder wenig Kenntnis davon haben soll, was die Bundeswehr mit der Nutzlast macht. Die Industrie hingegen hat die Kenntnisse die Satelliten zu fliegen. Aber eine solche Lösung hat auch ihre Grenzen. Jede Serviceleistung ist über Verträge geregelt und lässt nur begrenzte Flexibilität zu. Das kann zu Einschränkungen führen. Man kann in der Bundeswehr Luft und Raumfahrttechnik studieren, inklusive Satellitentechnik, man kann sie aber nur eingeschränkt zum Einsatz bringen. Allerdings sind durch die genannten Projekte schon viele Dienststellen geschaffen worden, die mit diesem Themenkomplex sich befassen. Aber selbst wenn die Bundeswehr sich entschließen würde, ihre Satelliten selber zu fliegen, existiert das ursprüngliche Problem weiterhin. Man hat keine Erfahrung, wie man Satelliten fliegt und es fehlen die Kenntnisse und Erkenntnisse, wie man dies ändern kann. Damit bleibt es bei einer lagebezogenen Entscheidung. (Diktat der Lage) Das schränkt die Möglichkeiten ein und ist hinderlich hinsichtlich Nachwuchsgewinnung.

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“Quo Vadis” Erkenntnis

Die Entscheidungsträger stehen also vor dem Problem, dass die keine Wahl haben. Ohne Erfahrung kein Satellitenbetrieb, ohne Satellitenbetrieb keine Erfahrung. Also kann die Entscheidung nur lauten: Alles bleibt wie es ist. Es sei denn, man erlangt das Wissen und die Kenntnis, wie man eine Satelliten fliegt in anderer Form. Damit würde man dann die Erkenntnis haben, was man braucht, wie man das Personal ausbildet und wie man den Betrieb organisiert. Dazu kann man die Industrie fragen. Mit Sicherheit kann die Industrie alles Wissen, das man dafür braucht, bereitstellen, aber das löst das Problem nur begrenzt, da man nur Wissen vermitteln kann, aber keine Erfahrung. Man könnte einen Cubesat starten und durch BW Person fliegen lassen. Das vermittelt das Wissen und Erfahrung. Allerdings ist die Erfahrung begrenzt wie das Gewicht des Cubesat. Man könnte aber auch auf der Basis eines Missions Operations Simulators, wie ihn die ESA verwendet, eine End to End Trainingssimulationsumgebung erstellen und damit Erfahrung und Erkenntnisse gewinnen hinsichtlich des Betriebs eines Satelliten. Bei einer entsprechenden Einbindung in die Laufbahnausbildung und die Fachausbildung lässt sich mit dieser Lösung auch ein attraktives Berufsbild abbilden.

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Existierende Lösungen

Dieser Lösungsansatz ist der klassische Ansatz und wird sehr viel genutzt. Lehrgangsteilnehmer bekommen alles Wissen vermittelt, was zum Betrieb eines Satelliten benötigt wird. Erfahrungsgemäß wird ein solcher Lehrgang einmal aufgesetzt und danach immer wieder angepasst. Die Einschränkung dieser Lösung besteht darin, dass der Betreiber des Lehrgangs SEIN Wissen vermittelt und SEIN Betriebskonzept. Da sich militärische Missionen aber von zivilen Missionen unterscheiden, kann der Nutzen unter Umständen begrenzt sein. Praktische Erfahrung sammelt man dabei ebenfalls nicht, denn kein Betreiber würde zu Trainingszwecken einen Anfänger eine Satelliten fliegen lassen.

Industrieausbildung

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Dies ist eine recht kostengünstige Lösung einen Satelliten zu fliegen. Man kann dabei eigene Erfahrung sammeln und für den Fall eines Fehlers wäre der Verlust finanziell überschaubar. Diese Konzept lässt sich einfach den Bedürfnissen eines militäreichen Projekten anpassen. Es lässt sich beliebig wiederholen. Der Nachteil besteht darin, dass man in der Zeit zwischen zwei Flügen keine Möglichkeiten hätte auszubilden und zu trainieren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Cube Sats in Ihrem Funktionsumfang sehr beschränkt sind und damit die Erkenntnisgewinnung hinsichtlich der operativen Notwendigkeiten doch recht beschränkt sein dürfte.

Cube Sat

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Jeder Betreiber eines Satelliten ist sich der Problematik bewusst, dass jeder noch so kleine Fehler beim Betrieb zu einem Verlust der Mission führen könnte. Zu diesem Zweck gibt es “Mission Operations Simlators”. Diese Software-Simulatoren bilden die Funktionalität des Satelliten 1:1 nach und erlauben damit eine extrem realistische Simulation der Mission. Bei der ESA und in der Industrie wird diese Lösung seit Jahrzenten verwendet. Alle Missionsphasen werden vor der Mission durchgespielt. Das geschieht ohne das Einspielen von Fehlern als auch mit Einspielen von Fehlern. Der Simulator ist in das Satellitenbetriebsumfeld eingebunden, so dass es von der Handhabung keine Unterschiede zwischen Simulation und realem Betrieb gibt. Telespazio VEGA stellt Betriebsingenieure für die ESA bereit. Wir gehen bei der Ausbildung weiter. Wir bilden jeden zukünftigen SPACON, ANALYST oder SOE in unserer Trainingsumgebung aus und nur, wenn sie alle Prüfungen bestehen, bekommen sie ein Zertifikat und werden dem Kunden angeboten.

Simulation

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Möglichkeiten

Diese Art der Ausbildung wird von den verschiedensten Firmen angeboten: Satellitenentwickler: z.B. Airbus DS, OHB… Satellitenbetreiber: z.B. DLR, Telespazio VEGA

Hinsichtlich der Grundlagen bieten auch einige Universitäten Lösungen an: Uni BW München Braunschweig Berlin Würzburg

Industrieausbildung

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Möglichkeiten

Die Möglichkeiten in diesem Fall sind noch rudimentär. Viele Universitäten fliegen Cube Sats, aber mehr zu wissenschaftlichen Ausbildungszwecken. Braunschweig, Würzburg und Berlin sind Beispiele dafür. Allerdings können Cube Sats als Kit bestellt werden und können dann zusammengebaut werden. Den Start muss man dann ebenfalls selber organisieren. Es gibt aber Firmen, die diese Organisation übernehmen. (TPZV)

Cube Sat

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Möglichkeiten

Die Uni BW in München verfügt über das STC und kann damit eine erste “Grundausbildung” mit praktischen Übungen Erfahrungen gewinnen. Dies ließe sich mit relativ wenig Aufwand zu einer umfassenden und repräsentativen Erdbeobachtungsmissionssimulationsumgebung erweitern . Durch einen modularen Aufbau ließe sich diese Umgebung immer wieder neuen Erkenntnissen hinsichtlich BW spezifischer Anforderungen anpassen und die neu gewonnenen Erkenntnisse könnten gleich angewendet werden. Damit ließe sich die Zeit von der Erkenntnis, wie die Bundeswehr einen Satelliten fliegen will, verkürzen. In diesem Umfeld ausgebildete Soldaten ließen sich erheblich schneller in das operative Umfeld eingliedern. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass diese kompakte Praxis und Erfahrung orientierte Ausbildungsform die Ausbildungszeit verkürzt.

Simulation

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Vorteile

Die Bundeswehr übernimmt im vollem Maß die Wahrnehmung der hoheitlichen Aufgaben. Die Flexibilität der Mission wird durch operationelle Anforderungen eingeschränkt und nicht durch vertragliche Einschränkungen. Es werden attraktive Laufbahnen geschaffen, die eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen schnellen und erfolgreichen Übergang in die zivile Wirtschaft versprechen. Man schafft die Grundlagen für weitere Optionen im Weltraum.

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Nachteile

Die Planstellen in der Bundeswehr sind begrenzt: Wenn man hier mehr Soldaten einsetzt fehlen Planstellen woanders. Allerdings sind auch zivile Planstellen begrenzt. Widerstand innerhalb der Streitkräfte ist zu erwarten. Die Beschaffung und Vereinbarung von Dienstleistungen von der Industrie durch das BAIIN wäre nicht einfach. Man übernimmt die volle Verantwortung für alle Handlungen.

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