Fraunhofer-Institut baut Brandmelder fürs All

Zur Entdeckung von Waldbränden aus dem All hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen Satelliten in den Orbit geschossen. Den Bordcomputer, der gegen den Sonnenwind kämpfen muss, stammt vom Berliner Fraunhofer-Institut.

Vom Boden aus werden Brände oft erst so spät erkannt, dass Löscharbeiten zwecklos sind. Einfacher und schneller können große Feuer vom Weltraum aus entdeckt werden. Diese Aufgabe übernimmt seit Ende Oktober der erste, speziell für die Branderkennung gebaute Satellit BIRD (Bispectral Infrared Detection). Das Berliner Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST) hat ihn entworfen und gebaut. BIRD hat eine Kantenlänge von rund 60 Zentimetern, zwei Solarsegel, wiegt 94 Kilo und ist nach Angaben des FIRST vollgestopft mit neuesten elektronischen Komponenten.

High-Tech-Feuermelder: Der Satellit mit Technik des Fraunhofer-Instituts muss dem Sonnenwind trotzen können. Quelle: Fraunhofer Institut

Die Herausforderung für die Rechnereinheit des Satelliten bestand unter anderem darin, Störungen durch hochenergetische Partikel des Sonnenwinds auszuschließen. Diese können durch Ionisation in den Halbleitern den Inhalt von Speicherzellen oder Rechenergebnisse der CPU verändern.

Für BIRD haben die Forscher deshalb ein spezielles Konzept entwickelt. Laut Erbauer Dr. Sergio Montenegro vom Institut stecken in BIRD vier baugleiche Knotenrechner, die sich gegenseitig kontrollieren. Einer der Rechner ist in der Konfiguration des "Arbeiters". Er übernehme die Steuerung des Satelliten und die Kommunikation mit der Erde. Ein weiterer hat die Aufgabe des "Aufpassers" und überwacht, ob der Arbeiter seinen Job fehlerfrei ausführt. Tut er es nicht, schaltet der Aufpasser den Arbeiter ab und übernimmt dessen Aufgaben. Der alte Arbeiter analysiere sich unterdessen selbst und repariere sich, wenn möglich. Finde er keinen dauerhaften Fehler, werde er selbst zum Aufpasser. Das zweite Paar der Rechner ruhe in Reserve und werde erst aktiv, wenn das erste Paar gemeinsam ausfällt.

BIRD selbst ist nicht allein Feuermelder. Er liefert dreidimensionale Bilder der Erdoberfläche aus dem sichtbaren Lichtspektrum. In zwei infraroten Bereichen wird die unterschiedliche Bedeckung der Erde mit Städten, Feldern und Wäldern wiedergegeben.

Die erste Feuertaufe habe BIRD bereits am 7. November bestanden, als der Ionenstrom der Sonne eine Million Mal höher war als im Mittel. Die dabei auftretenden Fehler erkannte BIRD selbstständig und korrigierte sie, teilte das FIRST mit. (uba)