Linux läuft nicht nur auf fast allem, was zwischen 0 und 1 unterscheiden kann, das freie Betriebssystem wird auch für Weltraumprojekte bei der ISS eingesetzt, und zwar im All und auf der Bodenstation.

Die International Space Station (ISS) ist etwa dreimal so groß wie die vor wenigen Monaten im Südpazifik versenkte Raumstation MIR und kann bei guten Sichtverhältnissen sogar von der Erde aus beobachtet werden. Bei einem solchen Hightech-Projekt kommt es auf Stabilität, Zuverlässigkeit und Performance an. Nicht verwunderlich also, dass sich die European Space Agency (ESA) bei einem ihrer Projekte für Linux entschied.

Linux steuert Rendezvous im Weltraum

Das von der ESA realisierte Automatic Transfer Vehicle (ATV) ist ein unbemanntes Raumschiff zur Versorgung der ISS mit Treibstoff und Gebrauchsgütern. Um die Fracht des ATV auf die ISS zu bekommen, ist ein Andockmanöver zwischen beiden Raumschiffen notwendig. Dessen Schwierigkeit ist die unterschiedliche Geschwindigkeit der beiden Raumschiffe. Das ganze Rendezvous beginnt etwa 20 Kilometer hinter der ISS. Das anfangs schnellere ATV fliegt hinter der ISS her, erreicht sie und passt seine Geschwindigkeit an. Danach dockt es millimetergenau an der ISS an und die Fracht kann entladen werden.

Das unbemannte ATV-Raumschiff: Obwohl die meisten Operationen beim Andocken automatisiert ablaufen, haben sowohl die ISS-Besatzung als auch das Bodenpersonal die Möglichkeit, in das Manöver einzugreifen. Die ESA hat für diesen Zweck zwei Linux-Programme entwickelt: RASCI und GOAS.

Kontrolle auf der ISS …

RASCI steht für “Remote ATV Control at the International Space Station” und läuft auf einem IBM Thinkpad. Die ISS-Crew wird es zur Kontrolle des Andockmanövers einsetzen. Die Applikation benötigt X-Window (X11R6) mit Fvwm als Window-Manager und läuft derzeit auf einer Slackware 3.0 mit Kernel 2.0.30.

Die anfallenden Telemetriedaten werden im Linux-Filesystem gespeichert. RASCI ist modular aufgebaut. So gibt es einen Telemetrie-Handler, der die anfallenden Telemetriedaten des ATV empfängt, sie weiterverarbeitet, abspeichert und gegebenenfalls an Clients wie die Status-Monitore weiterleitet. Ein weiteres Modul sorgt für die Fehlererkennung während des Andockmanövers. Tritt ein Fehler auf, hat der Astronaut auf der ISS die Möglichkeiten, das Andockmanöver komplett abzubrechen, die Kontrolle an das Bodenpersonal abzugeben oder bei Kollisionsgefahr ein Ausweichmanöver zu starten.

Für künftige Versionen von RASCI sollen dem Astronauten außerdem Videodaten des Manövers zur Verfügung stehen, die in Echtzeit zusätzlich zu den Telemetriedaten angezeigt werden sollen.

Trajektorien- und Kontroll-Anzeige mit RASCI.

… und für das Bodenpersonal

Das “Ground Operator Assistant System” (GOAS) wurde ursprünglich für Sun Workstation (Ultra-Sparc 5, 64 MByte RAM, 300 MByte HDD) entwickelt. Die Linux-Version ist davon abgeleitet. Linux-GOAS braucht mindestens einen 233-MHz-Pentium mit 48 MByte RAM und verwendet X11R6 und Open Look als Window-Manager. Die GUI von GOAS wurde in C++ entwickelt, die eigentliche Applikation in ANSI C.

GOAS ist in der Lage, mehrere Monitore anzusteuern, um so viel Status-Daten wie möglich auf einen Blick zu haben. Die Software erlaubt es dem Bodenpersonal, in allen erdenklichen Situationen kontrollierend in das Andockmanöver einzugreifen. So lassen sich die Steuerdüsen des ATV direkt ansprechen, um eine Kollision mit der ISS zu vermeiden. Im Gegensatz zu RASCI kann das Bodenpersonal mit GOAS das Andockmanöver komplett neu planen – und zwar vollautomatisch, halbautomatisch oder manuell.

Obwohl einzelne Module des ATV-Projekts schon bei mehreren Shuttle-Missionen (STS-80, STS-84, STS-86) getestet wurden, ist der erste Einsatz eines ATV für die Ariane-5-Mission erst im Februar 2003 geplant – also noch ein wenig Zeit für Tux.

GOAS ermöglicht dem Bodenpersonal die Kontrolle.

Weitere Linux-Projekte im All

Neben dem von der ESA ins Leben gerufenen ATV-Projekt [1] beschäftigt sich auch die amerikanische Weltraumbehörde NASA mit dem Einsatz von Linux im Weltraum [2]. Bei dem Flight-Linux-Projekt, das auf eine Initiative des NASA-Ingenieurs Pat Stakem zurückgeht, wird an der Blue-Cat-basierten Distribution Flight Linux gearbeitet. Sie soll, nach dem Willen des Initiators, an Bord unbemannter Raumschiffe den Kurs halten und Überwachungsfunktionen übernehmen.

Ein weiteres Linux-Projekt ist Linux-Equipped Astronauts Project (LEAP), das sich zum Ziel gesetzt hat, die von den Astronauten bisher eingesetzten Windows- durch Linux-Programme zu ersetzen. Doch bis jetzt harren die hehren Ziele noch ihrer Verwirklichung, es mangelt an Unterstützung durch die offiziellen Stellen bei NASA und ESA. ( uwo/tfr)