Hoher manueller Aufwand bremst Missionsvorbereitung und Simulation
In der Raumfahrt müssen Missionsteams Flugprozeduren erstellen, Simulatoren validieren und kontinuierlich Änderungen testen, bevor eine Mission sicher voranschreiten kann. Diese Schritte sind essenziell für die operationale Einsatzbereitschaft und Missionssicherheit, gleichzeitig jedoch oft repetitiv und ressourcenintensiv. Unter hohem Zeitdruck und bei gleichzeitig unverhandelbarer Zuverlässigkeit kann manueller Aufwand die Geschwindigkeit begrenzen, mit der Teams iterieren, verifizieren und fundierte Fortschritte erzielen.
In der Praxis binden die Erstellung von Prozeduren, Validierungsaktivitäten und wiederkehrende Testzyklen erhebliche Kapazitäten von Spezialisten, deren Expertise eigentlich für höherwertige Analysen und Entscheidungen benötigt wird.
Um diese Herausforderung zu adressieren, arbeitete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) mit einem Konsortium unter Leitung von Telespazio Germany zusammen, an dem auch CGI Deutschland beteiligt war. Ziel war es, den manuellen Aufwand in Vorbereitung und Simulation durch KI-gestützte Automatisierung zu reduzieren. Dabei ging es nicht darum, bestehende Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verändern, sondern die Durchführung – insbesondere wiederkehrender Schritte – effizienter und konsistenter zu gestalten.
Das Vorgehen
KI-gestützte Automatisierung für Missionsvorbereitung, Simulation und Validierung
Im Rahmen der ESA A2I Roadmap entwickelte das Konsortium das Projekt OPOS zur Automatisierung von Operations-Vorbereitung und Simulation. Der Einsatz von KI konzentrierte sich gezielt auf Prozessschritte mit hohem Wiederholungsgrad und strengen Validierungsanforderungen, um praxisnahe Verbesserungen zu erzielen.
Die Lösung unterstützte Missionsteams bei der Vorbereitung von Flugprozeduren, indem sie die Erstellung und Aufbereitung effizienter gestaltete. Gleichzeitig wurde die Validierung von Simulatoren optimiert, sodass Einsatzbereitschaft schneller und konsistenter bewertet werden kann. Darüber hinaus ermöglichte der Ansatz eine frühzeitigere Erkennung von Regressionen, wodurch Änderungen effizienter geprüft und Probleme mit geringerem manuellem Aufwand identifiziert werden können.
Um den Einsatz in realen Betriebsumgebungen sicherzustellen, entwickelte das Konsortium ein skalierbares Automatisierungsframework, das sich an etablierten Missionsbetriebspraktiken von ESA ESOC und EUMETSAT orientiert. Dieser Ansatz ermöglicht Wiederverwendbarkeit und Übertragbarkeit auf ähnliche Anwendungsfälle, anstatt Automatisierung als isolierte Einzellösung zu betrachten. Die Validierung erfolgte anhand der Copernicus CO₂ Monitoring Mission (CO₂M), wodurch die Praxistauglichkeit im realistischen Missionskontext nachgewiesen werden konnte.
Die Ergebnisse
Schnellere Validierung und weniger manueller Aufwand in der Missionsvorbereitung
Durch KI-gestützte Automatisierung zentraler Vorbereitungs- und Simulationsaktivitäten kann die ESA repetitive manuelle Prozesse deutlich reduzieren. Dadurch gewinnen Missionsteams mehr Zeit für wertschöpfende operative und strategische Aufgaben.
Die Optimierung von Datenverarbeitung und Ressourcennutzung ermöglicht schnellere Missionsdurchlaufzeiten und eine effizientere Bearbeitung wiederkehrender Aufgaben. Verkürzte Validierungs- und Testzyklen steigern die Effektivität der Missionsvorbereitung, ohne die erforderliche Disziplin für operationale Einsatzbereitschaft und verlässliche Verifikation zu beeinträchtigen.
Das OPOS-Projekt schafft damit eine belastbare Grundlage für den Einsatz KI-gestützter Automatisierung in der europäischen Raumfahrt und zeigt, wie gezielt eingesetzte KI zentrale Prozesse in Vorbereitung, Validierung und Test nachhaltig unterstützen kann.
