Ready For Take-Off
ID: 1027871
Ein neues Datenmodell fördert Weltraumforschung
Derzeit ist eine Vielzahl verschiedener Weltraummissionen aktiv. Abgesehen von den hohen Kosten dieser Missionen teilen sie alle einen entscheidenden Nachteil: Sie bleiben sich selbst überlassen. Buchstäblich. Aufgrund der Komplexität der Weltraumforschung werden Instrumente und Software jeweils individuell gebaut und programmiert, die Datensammlung und -verarbeitung erfolgt durch individuelle Protokolle. Das hat zur Folge, dass der Austausch, der Vergleich und die gemeinsame Nutzung verschiedener Beobachtungsdaten mit aufwendigen Computermodellen von Drittpartnern beinah verunmöglicht wird – manche sprechen gar von einer "Mission Impossible". Eine Herausforderung für die Bewertung der Aussagekräftigkeit von In-situ- und Simulationsdaten. Doch ein Konsortium österreichischer, finnischer, französischer und russischer Wissenschafter stellt das nun alles auf den Kopf.
IMPEx und sein "Impact"
Im Rahmen des EU-Projektes IMPEx entwickelten Forscher nun zum ersten Mal 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. Dr. Maxim Khodachenko, Projekt-Koordinator und Senior Scientist am Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz, kommentiert diesen Erfolg folgendermaßen: "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. 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."
Folgender Link liefert einen Einblick in die Visualisierungsmöglichkeiten von IMPEx:
http://www.youtube.com/watch?v=8AxJRPho334#t=561
Viele Missionen – Ein Modell
Tatsächlich werden zahlreiche Weltraummissionen direkt von der Forschung des Projektes IMPEx profitieren, im Speziellen aber vor allem von der ersten kompletten Version des Datenmodells, welches fortlaufend verbessert wird. Diese sind zum Beispiel die 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. Doch damit nicht genug: Auch die Kometen-Mission Rosetta, die ihr Ziel – den Kometen Churyumov-Gerasimenko – im November 2014 erreicht, wird durch das neue Datenmodell bereichert. 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 ist 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, Project Scientist 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 wurde kürzlich auch erfolgreich von der University of California (UCLA), Los Angeles, angewandt, um komplexe magnetohydrodynamische Modelle diverser weltraumphysikalischer Phänomene zu entwickeln. Ein Hinweis auf die großen Vorteile und Effizienz des Modells bei Applikation in der Weltraumphysik.
Weitere Informationen finden Sie unter: http://impex-fp7.oeaw.ac.at
Das FP7-Projekt IMPEx (Integrated Medium for Planetary Exploration / Integriertes Medium für Planetare Forschung) wird von der EU unter der Grant Agreement Nummer 262863 gefördert.
IMPEx Kern-Team aus Österreich:
Maxim Khodachenko (Koordinator)
Tarek Al-Ubaidi (Projektmanager and IT-Experte)
Florian Topf (IT-Experte)
Manuel Scherf (Wissenschaftlicher User-Support und Validierung)
Internationales Konsortium:
Esa Kallio (stellvertretender Koordinator), FMI, Finland
Vincent Génot (Project Scientist), CNRS/IRAP, France
Michel Gangloff (Work Package Leader), CNRS/IRAP, France
Walter Schmidt (Work Package Leader), FMI, Finland
Igor Alexeev (Work Package Leader), SINP-MSU, Russia
Ronan Modolo (Task Leader), CNRS/LATMOS, France
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Unternehmensinformation / Kurzprofil:
IWF Graz
Das Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) beschäftigt sich mit der Physik und der Erforschung des Sonnensystems. Mit über 80 MitarbeiterInnen aus mehr als einem Dutzend Nationen ist es eines der größten Institute der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Die Arbeiten am Institut reichen von der Entwicklung und dem Bau weltraumtauglicher Instrumente über die wissenschaftliche Analyse der Messungen mit diesen Instrumenten im Weltraum bis hin zur physikalischen Interpretation der Daten. Die Schwerpunkte in der Instrumententwicklung sind der Bau von Magnetometern und Bordcomputern, Antennenkalibrierungen und Laserdistanzmessung zu Satelliten.
Wissenschaftlich befasst sich das IWF vor allem mit der Weltraumplasmaphysik, mit der oberen Atmosphäre von Planeten und Exoplaneten und mit dem Schwerefeld von Erde und Mond.
Derzeit ist das IWF an 16 internationalen Weltraummissionen beteiligt, die von der Europäischen Weltraumorganisation ESA oder nationalen Weltraumagenturen in den USA, Japan, Russland und China geleitet werden. Die Missionen reichen von Satellitenflotten im erdnahen Weltraum (Cluster, THEMIS, Van Allen Probes, MMS, Resonance, EMS) über die Sonnenbeobachtung (STEREO, Solar Orbiter) und Erforschung von Planeten wie Saturn (Cassini), Jupiter (Juno, JUICE), Mars (InSight), Venus (Venus Express), Merkur (BepiColombo) und extrasolaren Planeten (CHEOPS) bis zur Landung auf Kometen (Rosetta). Vom Bau der Instrumente bis zur Auswertung der Daten beträgt die Projektlaufzeit 10-30 Jahre.
Administrativ besteht das IWF aus den drei Abteilungen Experimentelle Weltraumforschung, Physik des erdnahen Weltraums und Satellitengeodäsie. In wissenschaftlicher Hinsicht wird jedoch abteilungsübergreifend in rund einem Dutzend Arbeitsgruppen zusammengearbeitet.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Maxim Khodachenko
Institut für Weltraumforschung
Österreichische Akademie der Wissenschaften
Schmiedlstraße 6
8042 Graz
T +43 / (0)316 / 4120 - 661
E maxim.khodachenko(at)oeaw.ac.at
Redaktion & Aussendung:
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Datum: 05.03.2014 - 10:41 Uhr
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Meldungsart: Erfolgsprojekt
Versandart: Veröffentlichung
Freigabedatum: 05.03.2014
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