[ziesell]

Nasa: Simulationssoftware verbessert sich durch James Webb

Die Entwicklung des James-Webb-Teleskops hat nicht nur die Astronomie revolutioniert.



Die Entwicklung des Weltraumteleskops James Webb war zu komplex, um es in großem Maßstab auf der Erde und unter weltraumähnlichen Bedingungen zu testen. Stattdessen vertrauten die Ingenieure und Entwicklerinnen auf Softwaresimulationen.

Diese Arbeit habe dazu beigetragen, den gesamten Bereich der integrierten Computermodellierung zu verbessern, teilte die amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa mit.

"Wir haben alle Simulationen bis zum Äußersten ausgereizt", sagte Erin Elliott. Sie ist Optik-Ingenieurin bei Ansys und Herstellerin der Designsoftware-Suite Ansys Zemax Optic Studio. Diese wurde zur Entwicklung der Hard- und Software des Webb-Teleskops eingesetzt.

James Webb: Beitrag zur Weiterentwicklung von Simulationsprogrammen

Zwar haben sich Simulationstechnologien in den letzten zwei Jahrzehnten aufgrund der gestiegenen Rechenleistung und des Einsatzes von Clouddiensten drastisch verbessert. Doch laut Nasa gehen andere Verbesserungen direkt auf die Entwicklung des Weltraumteleskops zurück.

Ab 2015 nahm Elliott ihre Arbeit für Zemax auf und optimierte in den ersten Tagen eine Software für James Webb. Die Software sollte besser mit anderen Windows-Programmen kommunizieren. Das Unternehmen führte eine API für Optic Studio ein, die die Zusammenarbeit mit anderen Programmen und weitere Anpassungen ermöglichte.

"Es ist wichtig, dass es mehrere Softwarefirmen gibt, die einem nicht nur bei der Gegenkontrolle der Modellierung helfen können, sondern sich auch gegenseitig durch den Wettbewerb verbessern", erklärte Joseph Howard, Optik-Ingenieur der Nasa, in dem Bericht der Weltraumbehörde.

Die meisten Modellierungen wurden in kleineren Schritten durchgeführt. Wenn sich die Form eines Spiegels oder einer Linse aufgrund von Temperaturschwankungen ändert, bewegt sich die Optik. Unabhängig voneinander wurden deshalb thermische Simulationen durchgeführt und die Daten dem nächsten optischen Modell hinzugefügt.

Nicht nur Software, auch Menschen lernten dazu

Es wurde zudem das Star-Modul (Structural, Thermal, Analysis, and Results) geschaffen. Es integriert Analysen aus anderer Simulationssoftware direkt in die optischen Modelle von Optic Studio. Diese Funktion werde auch für autonome Fahrzeuge, Mobiltelefonlinsen und andere Optiken, die in schwierigen Umgebungen arbeiten, immer wichtiger, heißt es bei der Nasa.

"Als wir Webb gebaut haben, wussten wir, dass wir es vor dem Flug nicht vollständig am Boden testen konnten, also haben wir uns sehr auf die Modellierung und Analyse verlassen, um uns auf den Flug vorzubereiten", sagte Howard. "Die nächste große Sternwarte wird noch stärker von Modellierungssoftware abhängig sein."

"Die Leute, die das Hubble-Weltraumteleskop gebaut haben, haben auch das Webb-Teleskop geleitet", erklärte Elliot. Diese jüngeren Ingenieure werden nun zu der Gruppe gehören, die die nächsten Strukturen entwerfen werden.

[ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]
[ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]