Raumfahrzeuge müssen bei Landemanövern auf anderen Planeten oder beim Andocken an eine Raumstation äußerst präzise agieren. Damit sie nicht vom Kurs abkommen, erfassen bildgebende Sensoren die Umgebung: Hochauflösende Kameras sowie Infrarot- oder Radarsensoren an den Raumfahrzeugen liefern immense Datenmengen, mit deren Hilfe die Lage des Zielobjekts bestimmt wird. Diese Daten gilt es in Echtzeit zu verarbeiten, um die Antriebe der Raumfahrzeuge exakt zu steuern. Bisherige weltraumtaugliche Rechner mussten hier aufgrund des hohen Leistungsbedarfs immer Abstriche in punkto Präzision machen. Mit dem Projekt MUSE (Multicore-Architektur zur Sensorbasierten Positionsverfolgung im Weltraum) wollen die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST die Positionierung und Steuerung solcher Raumfahrzeuge verbessern. Im Rahmen des Vorhabens entwickelten die Wissenschaftler einen Bordrechner, der mit modernen Multicore-Prozessoren eine äußerst hohe Rechenleistung erzielt.

„Die Herausforderung besteht darin, bei minimalen Anforderungen an Stromversorgung, Gewicht, Platz und Kühlung eine enorm hohe Rechenleistung bereitzustellen“, erklärt Samuel Pletner, verantwortlich für Business Development Luft- und Raumfahrt bei FIRST. Zudem können durch die Weltraumstrahlung sporadisch Datenverfälschungen auftreten, die es anhand von Fehlertoleranzmechanismen zu erkennen und zu beheben gilt. Unentdeckte Fehler könnten falsche Steuerbefehle auslösen und damit unkontrollierte Bewegungen des Raumfahrzeugs verursachen.

Das Leistungs-Problem lösen die Forscher mit einem Multicore-Prozessor P4080 des Herstellers Freescale. Neben der hohen Rechenleistung lassen sich damit auch leistungsfähige Fehlertoleranzmechanismen realisieren. Speziell für solche Multicore-Architekturen wurden komplexe Algorithmen zur Positionserkennung entwickelt. Kritische Berechnungen können damit auf verschiedenen Prozessorkernen durchgeführt und mittels eines sicheren Vergleichs überprüft werden. Vorgestellt wird die Plattform auf der embedded world in Halle 5, Stand 228.