OGC Space Pilot: Der Mond

Die OGC-Pilotinitiative für Weltraumprojekte hat begonnen. Bewerbungsschluss ist der 30. März 2025.

Das Konzept des „New Space“ – das die entstehende private Raumfahrtindustrie und die Demokratisierung der Weltraumforschung bezeichnet – ist aus mehreren Gründen wichtig. Dazu gehören Wirtschaftswachstum und Innovation, strategische und sicherheitspolitische Interessen, wissenschaftlicher und technologischer Fortschritt, Umweltüberwachung und -lösungen sowie weitere Aspekte, die in Anhang C des Dokuments zur Sponsorensuche aufgeführt sind.

Das Open Geospatial Consortium (OGC), unterstützt von GeoHuntsville , sucht weitere Sponsoren für das OGC-Weltraumpilotprojekt . Das Pilotprojekt konzentriert sich auf drei Schwerpunktthemen, wobei diese Liste offen für Diskussionen ist und flexibel an die Interessen der Sponsoren angepasst werden kann. Mit Fokus auf den Mond bzw. genauer gesagt den zislunaren Raum befasst sich das Pilotprojekt mit folgenden Themen:

• Mondnavigation und Positionierung, Navigation und Zeitmessung (PNT) 
• Offenlegung von Monddaten durch Standards
• Digitale Zwillinge (Visualisierung, Simulation, Training, Fernsteuerung usw.)

Mondnavigation und Positionierung, Navigation und Zeitmessung (PNT) 

Positionierung und Navigation sind unerlässlich, um die Position eines Objekts auf der Mondoberfläche oder im Mondorbit präzise zu bestimmen und es von einem Ort zum anderen zu führen. Eine genaue Zeitsynchronisation ist entscheidend für die Kommunikation, Navigation und Koordination von Mondmissionen und -systemen. PNT ist essenziell für die Oberflächenerkundung, den Orbitalbetrieb, Kommunikationssysteme, die Ressourcennutzung und die Sicherheit. Verschiedene Lösungen für PNT auf dem Mond werden derzeit diskutiert, darunter Satellitennetzwerke, Bodenstationen, optische und astronomische Navigation sowie erdgebundene Unterstützung. Mit zunehmender Mondforschung werden robuste PNT-Systeme den Erfolg von Missionen sichern und nachhaltige bemannte und robotische Aktivitäten auf und um den Mond ermöglichen. Aus PNT-Perspektive wird das OGC Space Pilot-Projekt die grundlegenden Fragen „Wo bin ich? Was befindet sich um mich herum?“ und „Wie komme ich am besten von hier nach dort?“ untersuchen.

Offenlegung von Monddaten durch Standards   

Dieses Pilotprojekt wird das ausgereifte Ökosystem von Standards und Praktiken für Earth PNT nutzen und die Datenmodelle und erforderlichen Schnittstellen für einen zuverlässigen und interoperablen Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten im Zusammenhang mit Lunar PNT untersuchen. Die Initiative wird die notwendige Sprache für einen robusten, standardbasierten PNT-Datenaustausch und die -verarbeitung zwischen allen beteiligten Systemen wie Landern, Rovern, Astronauten und PNT-Unterstützungssystemen und Basisdaten entwickeln. Dazu gehören zuvor erfasste Daten wie die Mondreferenz- und Koordinatensysteme sowie Echtzeitdaten von Sensoren und Plattformen.  

Digitale Zwillinge des Mondes und der Mondobjekte 

Sobald die Grundlagen für die Positionierung definiert sind, helfen digitale Zwillinge dabei, Objekte im cislunaren Raum und auf der Mondoberfläche (unter der Mondoberfläche) darzustellen. Die Erstellung digitaler Zwillinge des Mondes und von Mondobjekten umfasst die Entwicklung einer hochpräzisen, dynamischen virtuellen Darstellung der Mondumgebung, einschließlich Astronauten, Rovern, Landern und anderen Elementen von Mondmissionen. Der OGC Space Pilot wird die verschiedenen Komponenten untersuchen, die für solche digitalen Zwillinge erforderlich sind, darunter:  

• Hochauflösende Daten zur Mondoberfläche und zum Monduntergrund (Topografie, Kartierung von Mineralien und Ressourcen, Untergrundmodelle) 
• Präzise räumliche und zeitliche Modelle 
• 3D-Modelle realer Objekte, die auf der Mondoberfläche platziert/gebaut/betrieben werden sollen 
• Physikbasierte Simulationsaspekte wie Schwerkraftmodelle, Umweltbedingungen und Mondstaub 
• Kommunikations- und Netzwerkinfrastruktur 
• Dynamische Modelle menschlicher Aktivitäten 
• Aktivitäten und Verhalten von Robotersystemen 

Bei der Arbeit mit dem digitalen Zwilling wird die Tatsache berücksichtigt, dass der Mond wesentlich kleiner als die Erde ist und dass daher für Erdkoordinaten erstellte Datenmodelle für digitale Zwillinge möglicherweise modifiziert werden müssen, um bei deutlich anderen physikalischen Raumeigenschaften zu funktionieren. 

Weitere Sponsoren, weitere Untersuchungsbereiche

Das OGC wird sein Collaborative Solutions and Innovation Program (COSI) für den OGC Space Pilot nutzen. Das COSI-Programm ist der Forschungs- und Entwicklungszweig des Open Geospatial Consortium (OGC), der sich der Förderung der georäumlichen Interoperabilität durch kollaborative Initiativen widmet. Durch die Bündelung von Fachwissen und Finanzierung befasst sich COSI mit dringenden ökologischen und gesellschaftlichen Herausforderungen, strategisch wichtigen Explorationsbemühungen und der Entwicklung digitaler Zwillinge. COSI zielt darauf ab, den Technology Readiness Level (TRL) georäumlicher IT-Lösungen schrittweise zu erhöhen und so ihren Übergang vom Konzept zur operativen Nutzung zu erleichtern. Das Programm bietet einen neutralen Raum für Forschung und Entwicklung und konzentriert sich auf die gemeinsame Lösungsentwicklung ohne kommerzielle Voreingenommenheit.  

OGC hat nun einen Aufruf zur Sponsorensuche veröffentlicht, um weitere Sponsoren für den OGC Space Pilot zu gewinnen (siehe unten). Durch die Bündelung der Sponsorengelder können Synergien zwischen den einzelnen Sponsoren effektiv genutzt und – gemeinsam mit den OGC-Mitgliedern – robuste Lösungen für die verschiedenen Herausforderungen entwickelt werden, die auf einem kollaborativen Ansatz und Standards basieren. Jeder Sponsor hat die Möglichkeit, die genauen Arbeitsbereiche zu beeinflussen.  

OGC nimmt die individuellen Anforderungen der Sponsoren auf, erstellt einen gemeinsamen Aufgabenkatalog, gliedert diesen in eine standardbasierte Architektur ein und macht die Gesamtinitiative öffentlich bekannt. Anschließend rekrutiert OGC weltweit die besten Experten für diese Initiative und beauftragt sie als Subunternehmer. Anschließend leitet OGC die Initiative und entwickelt gemeinsam mit den Teilnehmern in enger Abstimmung mit den Sponsoren Lösungen für die verschiedenen Aufgabenfelder. 

Wenn Sie Interesse an einem Sponsoring dieser Initiative haben oder Fragen dazu haben, senden Sie bitte bis zum 30. März 2025 eine E-Mail an sp ******************* @ * gc.org .

Bisherige Arbeiten des OGC im Weltraumkontext

Die bisherige Arbeit des OGC stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Ausweitung georäumlicher Standards über erdzentrierte Anwendungen hinaus dar und ermöglicht die präzise Darstellung und Verfolgung von Objekten in nicht-terrestrischen Umgebungen.  

Durch Hebelwirkung ISO 19111 , OGC GeoPose und NASA SPICE-Frameworkshat das Team eine innovative Lösung für räumliche Referenzierung und Koordinatentransformationen entwickelt, die auf Himmelskörper, Raumfahrzeuge und interplanetare Flugbahnen anwendbar ist. Dazu gehört ein robustes hierarchisches System von Koordinatenreferenzsystemen (CRS) wie Trägheits-, terrestrische und technische CRS, das die Herausforderungen astronomischer Maßstäbe, relativistischer Effekte und der Komplexität der Navigation im Weltraum angeht.  

Praktische Demonstrationen, darunter der NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) und die Flugbahnverfolgung der Internationalen Raumstation, veranschaulichen die erfolgreiche Umsetzung von 3D+-Raumvisualisierungen und Transformationen zwischen inertialen und lokalen Referenzsystemen. Darüber hinaus ist die OGC GeoTIFF Der Standard wurde erweitert, um die Bildgebung außerirdischer Objekte zu unterstützen. Dazu wurden sphärische Koordinatensysteme und die Referenzierung von Himmelskörpern eingeführt, wodurch eine präzise Lokalisierung und Kartierung von Planetenoberflächen und Weltraumobjekten möglich wurde. Ergänzend zu diesen Innovationen wurden Verbesserungen am OGC GeoPose Der Standard ermöglicht jetzt die nahtlose Integration beweglicher Merkmale wie der Bewegung von Raumfahrzeugen und dynamischer Sensordaten und ebnet so den Weg für eine genaue Visualisierung, Synchronisierung und Analyse sowohl terrestrischer als auch interplanetarer Szenarien.  

Insgesamt bildet diese Arbeit eine bahnbrechende Grundlage für interoperable georäumliche Standards und ermöglicht eine zuverlässige und dynamische weltraumgestützte Datenverwaltung im gesamten Sonnensystem und darüber hinaus. 

Die folgenden Dokumente bieten einen Überblick über die aktuelle Arbeit des OGC im Weltraumkontext. 

• Erweitertes Standards-Framework für 3D+ Space: Die Arbeit erweitert erfolgreich georäumliche Standards über erdzentrierte Anwendungen hinaus und führt Lösungen für nicht-terrestrische räumliche Daten unter Verwendung von ISO 19111, OGC ein GeoPoseund NASA SPICE-Frameworks. Dies unterstützt räumliche Referenzierung und Transformationen für Objekte im Orbit oder im Weltraum. 
• Innovative Koordinatensysteme und Daten-Streaming: Neue hierarchische Koordinatensysteme, einschließlich Trägheits-, terrestrischer und technischer CRS, werden vorgeschlagen, um Raumfahrzeuge, Planetenkörper und Flugbahnen in der 4D-Raumzeit präzise zu verfolgen und darzustellen und dabei die Herausforderungen der Relativität und astronomischer Maßstäbe zu bewältigen. 
• Praktische Demonstrationen mit DART und Sonnensystemdaten: Experimente mit dem Double Asteroid Redirection Test (DART)-Szenario der NASA und der Verfolgung der Internationalen Raumstation zeigen genaue 3D+-Visualisierungen und Transformationen zwischen Trägheits- und lokalen Referenzsystemen und beweisen die Machbarkeit für reale Anwendungen. 
• Erweiterung von GeoTIFF für die Bildgebung außerirdischer Wesen: Der GeoTIFF-Standard wurde erweitert, um Himmelsobjekte und sphärische Koordinatensysteme zu unterstützen und so eine präzise Lokalisierung und bildbasierte Referenzierung in nicht-terrestrischen Umgebungen wie Asteroiden und Planetenoberflächen zu ermöglichen. 
• Bahnbrechende Anwendungen für GeoPose und bewegliche Funktionen: Durch die Integration dynamischer Funktionen wie Raumfahrzeugbewegung und Sensordatensynchronisierung GeoPose Verbesserungen ermöglichen eine nahtlose Verfolgung, Visualisierung und Analyse sowohl terrestrischer als auch interplanetarer bewegter Objekte. 

Diese Arbeit legt einen bahnbrechenden Grundstein für interoperable Standards in der weltraumgestützten Geodatentechnologie und ebnet den Weg für eine genaue, zuverlässige und dynamische Datenverarbeitung im gesamten Sonnensystem und darüber hinaus. 

Laden Sie das Dokument „OGC Space Pilot Call For Sponsors“ (PDF) herunter. Bewerbungsschluss ist der 30. März 2025. Wenn Sie an einer Förderung dieser Initiative interessiert sind oder Fragen haben, senden Sie bitte eine E-Mail an sp ******************* @ * gc.org.