Mit der ersten Version des SOFIA-Technik- und Betriebsarchivs steht ab sofort ein zentraler Wissensspeicher für die technische Dokumentation des SOFIA-Teleskops zur Verfügung. SOFIA, das Stratosphären Observatorium für Infrarot Astronomie, war ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das neue Archiv trägt den englischen Namen Technology and Operations Archive (TOA), bündelt relevante Informationen zu Technik und Betrieb des Teleskops und wird vom SOFIA Data Center (SDC) der Universität Stuttgart bereitgestellt. Eine wesentliche Aufgabe des SDC ist es, die astronomischen SOFIA-Daten aus den Jahren operativen 2010 bis 2022 für die wissenschaftliche Nutzung aufzubereiten und über ein Virtual Observatory (VO) zugänglich zu machen.
Schon in der Planungsphase des SDC war vorgesehen, neben den astronomischen Daten auch die technischen und operationellen Informationen des Teleskops dauerhaft zu sichern. Ziel ist es, das im Laufe der Entwicklung, Fertigung, Integration und des Betriebs entstandene technische Wissen langfristig zu dokumentieren und für zukünftige Projekte nutzbar zu machen.
„Die außergewöhnliche Leistungsfähigkeit des SOFIA-Teleskops wird besonders an seiner inertialen Stabilisierung deutlich“, betont Michael Hütwohl, SDC-Projektmanager und ehemaliger Telescope Manager des SOFIA-Teleskops. „Selbst bei geöffneter Teleskoptür, in einer Flughöhe von rund 41.000 Fuß und bei einer Fluggeschwindigkeit von mehr als 850 km/h konnte das Teleskop über mehrere Stunden mit höchster Präzision nachgeführt werden.“ Anschaulich wird diese Genauigkeit durch den Vergleich, dass ein am Teleskop befestigter Laserpointer seinen Lichtpunkt in 16 Kilometern Entfernung innerhalb des Umfangs einer Cent-Münze gehalten hätte.
Das SDC erhielt daher zusätzlich zu seinen astronomischen Aufgaben – etwa der Weiterentwicklung von Datenreduktionsverfahren und dem Aufbau des wissenschaftlichen Archivs – den Auftrag, das Technology and Operations Archive aufzubauen. „Damit wird die besondere Bedeutung des SOFIA-Teleskops als deutscher Beitrag zum gemeinsamen SOFIA-Projekt mit der NASA unterstrichen“, so Hütwohl. Entwicklung, Bau und Integration erfolgten durch ein deutsches Firmenkonsortium unter Federführung der MT Mechatronics GmbH (heute OHB Digital Connect GmbH) und der Kayser-Threde GmbH (heute OHB System AG). Für den Betrieb sowie die kontinuierliche Leistungsoptimierung war das Deutsche SOFIA Institut der Universität Stuttgart verantwortlich.
Die Dokumentation folgt der Hardware Breakdown Structure (HBS) des Teleskops. Jeder Baugruppe ist ein vierstelliger, hierarchischer Code zugeordnet, beispielsweise HBS 1000 für das optische System und HBS 1100 für den Primärspiegel. Dadurch lassen sich Dokumente den verschiedenen Untersystemen schnell und eindeutig zuordnen und finden. Während der aktiven Projektphase wurden alle Unterlagen im Dokumentenmanagementsystem Windchill versionskontrolliert verwaltet, sodass Reparaturen, Modifikationen und Weiterentwicklungen jederzeit nachvollziehbar sind. Der abschließende Dokumentationsstand wurde anschließend in das TOA übernommen.
Die jetzt verfügbare erste Version des TOA enthält vor allem die technische Dokumentation des Teleskops. Grundlage bildet das sogenannte Acceptance Data Package (ADP), das zum Zeitpunkt der Übergabe an das DLR aus rund 150 Aktenordnern bestand. Die ursprünglich ausschließlich in Papierform vorliegenden Unterlagen wurden digitalisiert, strukturiert aufbereitet und archiviert.
Das Archiv wird in den kommenden Jahren kontinuierlich erweitert. Geplant ist unter anderem die Aufnahme der vollständigen Wartungsdokumentation des SOFIA Teleskops aus dem NASA Aircraft Maintenance Information System (NAMIS), die sämtliche Wartungen, Reparaturen und Modifikationen detailliert chronologisch nachvollziehbar macht. Darüber hinaus sollen weitere CAD-Modelle und Simulationsdaten integriert werden. Das Finite-Elemente-Modell des SOFIA-Teleskops ist bereits heute im Archiv verfügbar.
Das Technology and Operations Archive wird im Datenrepositorium der Universität Stuttgart (DaRUS) gespeichert. Die auf der Open-Source-Software Dataverse basierende Plattform ermöglicht die strukturierte Verwaltung großer Datenbestände. Umfangreiche Metadaten sorgen dafür, dass Datensätze und Dateien effizient durchsucht und über Filter schnell gefunden werden können. Diese Struktur erleichtert auch fachfremden Nutzerinnen und Nutzern den Zugang zu den Inhalten und unterstützt den Wissenstransfer in zukünftige Projekte mit vergleichbaren technischen Herausforderungen. Der Aufbau des Archivs wurde dabei intensiv durch das Team des Forschungsdatenmanagements der Universität Stuttgart begleitet.
Mitarbeitende der Universität Stuttgart können sich mit ihrem Account bei DaRUS anmelden. Für externe Nutzerinnen und Nutzer ist eine vorherige Freigabe erforderlich, die über das SDC beim DLR beantragt werden kann. Die in DaRUS verfügbaren Dataverses und Datasets sind auch ohne Anmeldung einsehbar. Der Zugriff auf die darin enthaltenen Dateien ist jedoch nur mit entsprechender Freigabe möglich.
Eine ausführliche Anleitung zur Nutzung des Archivs bietet das Dokument Using the SOFIA Technology and Operations Archive.
Kontakt:
- Dipl.-Ing. Michael Hütwohl
Project Manager, SOFIA Data Center
Tel.: +49 711 685 69636
E-Mail: michael.huetwohl@irs.uni.stuttgart.de - Dr.-Ing. Benjamin Greiner
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, SOFIA Data Center
Tel.: +49 711 685 69624
E-Mail: benjamin.greiner@irs.uni-stuttgart.de
Weitere Links zur News:
- SOFIATechnology and Operations Archive (TOA) im Datenrepositorium der Universität Stuttgart (DaRUS) (englisch)
- Nutzungshandbuch des Technik- und Betriebsarchivs (TOA) (englisch)
- SOFIA Data Center (SDC) der Universität Stuttgart
- Daten-Goldgrube für die astronomische Forschung, News der Universität Stuttgart, 12. September 2024
Weitere SOFIA Links:
- SOFIA Datensammlung am IPAC Infrared Science Archive (englisch)
- NASA SOFIA Missionsseite (englisch)
- SOFIA Missionsseite der DLR Raumfahrtagentur
Das SOFIA Data Center (SDC) wird mit Mitteln der DLR-Raumfahrtagentur unter dem Förderkennzeichen FKZ 50OK2404 finanziert.
SOFIA, das Stratosphären Observatorium Für Infrarot Astronomie, war ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR; Förderkennzeichen 50OK0901, 50OK1301, 50OK1701 und 50OK2002) und der National Aeronautics and Space Administration (NASA). Es wurde auf Veranlassung des DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWE) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags und mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Universität Stuttgart durchgeführt. Die SOFIA-Aktivitäten wurden auf deutscher Seite von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR koordiniert und vom Deutschen SOFIA Institut (DSI) der Universität Stuttgart durchgeführt, auf amerikanischer Seite von der NASA und der Universities Space Research Association (USRA). Die Entwicklung der deutschen Instrumente wurde finanziert mit Mitteln der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und des DLR.
Luft- und Raumfahrtforschung an der Universität Stuttgart
Die Stuttgarter Luft- und Raumfahrt ist eine bundesweit einzigartige interdisziplinäre Ideenschmiede für Schlüsseltechnologien im All und auf der Erde. Forschende der Universität Stuttgart bündeln Expertisen auf den Gebieten der Klima- und Energieforschung, Kommunikationstechnologie, Antriebstechnik sowie des KI-basierten Fliegens. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Erforschung nachhaltiger technologischer Lösungen, die die ökologischen Auswirkungen der Luft- und Raumfahrt minimieren sollen. Geforscht wird interdisziplinär und im engen Dialog mit regionalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie, etwa im Rahmen der Sonderforschungsbereiche ATLAS (SFB 1667) und SynTrac (SFB-TRR 364). Als Partner von THE Aerospace LÄND trägt die Universität Stuttgart zur Umsetzung der baden-württembergischen Landesstrategie bei, die Luft- und Raumfahrt bis 2050 nachhaltig, digital und kooperativ zu machen. Ihren Studierenden bietet die Universität eine fundierte ingenieurwissenschaftliche und anwendungsorientierte Ausbildung. In der Nachwuchsförderung kooperiert sie mit der „Zukunftsoffensive Luft- und Raumfahrt-Nachwuchs“, einer Initiative des Landes Baden-Württembergs, die sich für die Stärkung der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern engagiert.