Die Datenbanktechnologie Versant Object Database kommt im Rahmen der Herschel-Mission der europäischen Raumfahrtbehörde ESA zur Speicherung von Telemetrie- und Kalibrationsdaten im wissenschaftlichen Bodensegment zum Einsatz. Dies gab heute die Versant GmbH, ein führender Anbieter für spezialisiertes Datenmanagement, bekannt.
Das „Herschel Space Observatory“ der ESA ist mit dem bisher größten Weltraumteleskop (3.5 m Durchmesser) und drei Messinstrumenten für den Empfang von Strahlen im Infrarot- und Sub-Millimeter-Bereich ausgestattet. Von Juli 2007 an wird der Satellit in einer Entfernung von bis zu 1,8 Mio Kilometern von der Erde in der Nähe des sog. Lagrange-Punktes L2 um die Sonne kreisen und von dort für einen Zeitraum von bis zu vier Jahren Messdaten zur Bodenstation funken. Ein Teil des Datenmaterials, das wertvolle Aufschlüsse über die Entstehung von Sternen und Galaxien sowie über die molekulare Zusammensetzung des Universums geben kann, wird in mehreren synchronisierten Objektdatenbanken gespeichert.
Die Versant Objektdatenbank, die bei der ESA seit 2001 in der Entwicklung des wissenschaftlichen Bodensegments und bei der Charakterisierung der Instrumente in den Laboren der „Principal Investigators“ eingesetzt wird, ist in besonderer Weise für die Speicherung von komplexen, vernetzten Datenstrukturen geeignet. Einmal gespeichert, kann man auf Daten leichter und schneller als in herkömmlichen Datenbanksystemen zugreifen, weil interne Verweise und Querverbindungen auch innerhalb der Datenbanklogik erhalten bleiben. Die Navigation und auch die Suche innerhalb des Datenbestandes vereinfacht sich deshalb deutlich.
Diese Eigenschaft der Versant Object Database machen sich Dr. Johannes Riedinger, Entwicklungsmanager für das Herschel Science Center, Noordwijk (NL), und eine Vielzahl von Wissenschaftlern zunutze, die innerhalb und außerhalb der ESA an der Entwicklung und dem Betrieb des wissenschaftlichen Teils der Bodenstation beteiligt sind . Im Vergleich zu Vorgängerprojekten können damit im Herschel-Projekt die Möglichkeiten zur Datenauswertung deutlich verbessert werden: „Früher konnten die für die Eichung der Instrumente verantwortlichen Wissenschaftler nur über Metadaten, also über Schlüsselwörter mit Pointern, oder mit Hilfe speziell entwickelter Programme auf bestimmte Daten zugreifen. Dies hat insbesondere vergleichende Analysen und auch das Erkennen von Korrelationen erheblich erschwert und verzögert. Die Objektdatenbank erlaubt einen viel direkteren, navigatorischen Zugriff auf die Daten und wir erwarten dass sich dies nicht zuletzt in einem schnelleren und besseren Verständnis der Instrumente niederschlägt und damit zu einem effizienteren Betrieb des Satelliten führt, also zu mehr Wissenschaft.“
Neben den Telemetriedaten werden in der Versant Objektdatenbank auch die von den Astronomen vorgeschlagenen Beobachtungsprogramme und Informationen zur Steuerung und zur Eichung der wissenschaftlichen Instrumente gespeichert.
Unter Weltraumbedingungen sind die Geräte hochenergetischer Strahlung ausgesetzt, die an den Sensoren der Instrumente Veränderungen im Verhalten oder sogar dauerhafte Schäden verursachen können. Aus dem laufenden Betrieb und, wenn nötig, aus gezielten Kalibrationsbeobachtungen werden kontinuierlich Kalibrierungsdaten gewonnen, die ebenfalls in der Datenbank gespeichert werden. Diese Daten werden regelmäßig kontrolliert und dienen als Basis für mögliche Korrektur- und Optimierungsmaßnahmen. Im neuen Datenbankumfeld stehen den für die Kalibrierung zuständigen Teams alle aktuellen relevanten Daten in leicht zugänglicher Form innerhalb eines Tages zur Verfügung.
Im Betrieb werden von Juli 2007 an täglich durchschnittlich 6-7 GB an Rohdaten anfallen, die in der Versant Datenbank gespeichert werden müssen. Ein physikalischer Speicher an Bord des Satelliten sammelt die anfallenden Telemetriedaten tageweise, bevor sie innerhalb von drei Stunden im Downlink an eine Bodenstation nördlich des australischen Perth gefunkt werden. Von dort aus werden diese Daten in einem etwas langsameren Tempo zunächst an das Satellitenkontrollzentrum der ESA in Darmstadt (DE) übertragen, bevor sie auf die Weiterreise zum wissenschaftlichen Kontrollzentrum in der Nähe von Madrid (SP) geschickt werden. Dort werden diese Daten dekomprimiert und in die „ Herschel operationelle Datenbank“ eingespeist, von der aus sie an die nationalen „Instrument Control Centers“ (ICCs) in Groningen (NL), Garching (DE) und Oxfordshire (UK) repliziert werden. Dem wissenschaftlichen „Endverbraucher“, also den Astronomen und interessierten Laien, wird ESA die reduzierten Daten—Bilder in verschiedenen „Farben“ im Infrarotbereich, Spektren mit unterschiedlicher Auflösung, aber, wenn gewünscht, auch die unbearbeiteten Rohdaten—in Form eines auf konventionellerer Datenbanktechnologie basierenden Archivs zur Verfügung stellen, wie sie bereits für frühere Astronomie-Missionen der ESA entwickelt wurden.
Herschel wird während seines etwa 4-jährigen Einsatzzeitraumes Informationen von unschätzbarem Wert für die wissenschaftliche Gemeinschaft liefern. Da mit dem Herschel-Teleskop auch Strahlungen im Bereich des „fernen“ Infrarots (Far infrared) und Wellenlängen im Sub-Millimeterbereich aufzufangen sind, können jetzt auch bisher unsichtbare, von Staub- und Gaswolken verdeckte oder sehr kalte Objekte beobachtet werden, die überhaupt kein sichtbares Licht ausstrahlen. Nach Ablauf seiner Lebenszeit wird Herschel so eine Datenausbeute von insgesamt bis zu 50 TB erbracht haben, die der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft für weitere 20 Jahre zur Auswertung zur Verfügung steht.
„Wir freuen uns, dass wir die ESA und ihr Herschel Projekt als Kunden gewinnen konnten und einen Teil zu einem wissenschaftlich anspruchsvollen Projekt mit allerhöchsten Anforderungen an die Datenbank beitragen können“, so Robert Greene, Vice President Product Strategy. „Die Versant Objektdatenbank wurde nach sorgfältiger, vergleichender Evaluation ausgewählt.“
Über ESA
Die Europäische Weltraumorganisation ESA (European Space Agency) ist eine multinationale Organisation, die sich die friedliche Nutzung und Erforschung des Weltraums zum Ziel gesetzt hat. Dies umfasst Missionen der Weltraumwissenschaft, Forschung, Industriepolitik und praktische Anwendungen. Mehr unter: www.esa.int oder www.esa.de..
Über die Herschel-Mission der ESA
Nähere Details zu Herschel finden Sie unter: http://www.rssd.esa.int/.... Mehr zu weiteren astrophysikalischen Aktivitäten der ESA finden Sie unter http://www.rssd.esa.int/....
Das „Herschel Space Observatory“ der ESA ist mit dem bisher größten Weltraumteleskop (3.5 m Durchmesser) und drei Messinstrumenten für den Empfang von Strahlen im Infrarot- und Sub-Millimeter-Bereich ausgestattet. Von Juli 2007 an wird der Satellit in einer Entfernung von bis zu 1,8 Mio Kilometern von der Erde in der Nähe des sog. Lagrange-Punktes L2 um die Sonne kreisen und von dort für einen Zeitraum von bis zu vier Jahren Messdaten zur Bodenstation funken. Ein Teil des Datenmaterials, das wertvolle Aufschlüsse über die Entstehung von Sternen und Galaxien sowie über die molekulare Zusammensetzung des Universums geben kann, wird in mehreren synchronisierten Objektdatenbanken gespeichert.
Die Versant Objektdatenbank, die bei der ESA seit 2001 in der Entwicklung des wissenschaftlichen Bodensegments und bei der Charakterisierung der Instrumente in den Laboren der „Principal Investigators“ eingesetzt wird, ist in besonderer Weise für die Speicherung von komplexen, vernetzten Datenstrukturen geeignet. Einmal gespeichert, kann man auf Daten leichter und schneller als in herkömmlichen Datenbanksystemen zugreifen, weil interne Verweise und Querverbindungen auch innerhalb der Datenbanklogik erhalten bleiben. Die Navigation und auch die Suche innerhalb des Datenbestandes vereinfacht sich deshalb deutlich.
Diese Eigenschaft der Versant Object Database machen sich Dr. Johannes Riedinger, Entwicklungsmanager für das Herschel Science Center, Noordwijk (NL), und eine Vielzahl von Wissenschaftlern zunutze, die innerhalb und außerhalb der ESA an der Entwicklung und dem Betrieb des wissenschaftlichen Teils der Bodenstation beteiligt sind . Im Vergleich zu Vorgängerprojekten können damit im Herschel-Projekt die Möglichkeiten zur Datenauswertung deutlich verbessert werden: „Früher konnten die für die Eichung der Instrumente verantwortlichen Wissenschaftler nur über Metadaten, also über Schlüsselwörter mit Pointern, oder mit Hilfe speziell entwickelter Programme auf bestimmte Daten zugreifen. Dies hat insbesondere vergleichende Analysen und auch das Erkennen von Korrelationen erheblich erschwert und verzögert. Die Objektdatenbank erlaubt einen viel direkteren, navigatorischen Zugriff auf die Daten und wir erwarten dass sich dies nicht zuletzt in einem schnelleren und besseren Verständnis der Instrumente niederschlägt und damit zu einem effizienteren Betrieb des Satelliten führt, also zu mehr Wissenschaft.“
Neben den Telemetriedaten werden in der Versant Objektdatenbank auch die von den Astronomen vorgeschlagenen Beobachtungsprogramme und Informationen zur Steuerung und zur Eichung der wissenschaftlichen Instrumente gespeichert.
Unter Weltraumbedingungen sind die Geräte hochenergetischer Strahlung ausgesetzt, die an den Sensoren der Instrumente Veränderungen im Verhalten oder sogar dauerhafte Schäden verursachen können. Aus dem laufenden Betrieb und, wenn nötig, aus gezielten Kalibrationsbeobachtungen werden kontinuierlich Kalibrierungsdaten gewonnen, die ebenfalls in der Datenbank gespeichert werden. Diese Daten werden regelmäßig kontrolliert und dienen als Basis für mögliche Korrektur- und Optimierungsmaßnahmen. Im neuen Datenbankumfeld stehen den für die Kalibrierung zuständigen Teams alle aktuellen relevanten Daten in leicht zugänglicher Form innerhalb eines Tages zur Verfügung.
Im Betrieb werden von Juli 2007 an täglich durchschnittlich 6-7 GB an Rohdaten anfallen, die in der Versant Datenbank gespeichert werden müssen. Ein physikalischer Speicher an Bord des Satelliten sammelt die anfallenden Telemetriedaten tageweise, bevor sie innerhalb von drei Stunden im Downlink an eine Bodenstation nördlich des australischen Perth gefunkt werden. Von dort aus werden diese Daten in einem etwas langsameren Tempo zunächst an das Satellitenkontrollzentrum der ESA in Darmstadt (DE) übertragen, bevor sie auf die Weiterreise zum wissenschaftlichen Kontrollzentrum in der Nähe von Madrid (SP) geschickt werden. Dort werden diese Daten dekomprimiert und in die „ Herschel operationelle Datenbank“ eingespeist, von der aus sie an die nationalen „Instrument Control Centers“ (ICCs) in Groningen (NL), Garching (DE) und Oxfordshire (UK) repliziert werden. Dem wissenschaftlichen „Endverbraucher“, also den Astronomen und interessierten Laien, wird ESA die reduzierten Daten—Bilder in verschiedenen „Farben“ im Infrarotbereich, Spektren mit unterschiedlicher Auflösung, aber, wenn gewünscht, auch die unbearbeiteten Rohdaten—in Form eines auf konventionellerer Datenbanktechnologie basierenden Archivs zur Verfügung stellen, wie sie bereits für frühere Astronomie-Missionen der ESA entwickelt wurden.
Herschel wird während seines etwa 4-jährigen Einsatzzeitraumes Informationen von unschätzbarem Wert für die wissenschaftliche Gemeinschaft liefern. Da mit dem Herschel-Teleskop auch Strahlungen im Bereich des „fernen“ Infrarots (Far infrared) und Wellenlängen im Sub-Millimeterbereich aufzufangen sind, können jetzt auch bisher unsichtbare, von Staub- und Gaswolken verdeckte oder sehr kalte Objekte beobachtet werden, die überhaupt kein sichtbares Licht ausstrahlen. Nach Ablauf seiner Lebenszeit wird Herschel so eine Datenausbeute von insgesamt bis zu 50 TB erbracht haben, die der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft für weitere 20 Jahre zur Auswertung zur Verfügung steht.
„Wir freuen uns, dass wir die ESA und ihr Herschel Projekt als Kunden gewinnen konnten und einen Teil zu einem wissenschaftlich anspruchsvollen Projekt mit allerhöchsten Anforderungen an die Datenbank beitragen können“, so Robert Greene, Vice President Product Strategy. „Die Versant Objektdatenbank wurde nach sorgfältiger, vergleichender Evaluation ausgewählt.“
Über ESA
Die Europäische Weltraumorganisation ESA (European Space Agency) ist eine multinationale Organisation, die sich die friedliche Nutzung und Erforschung des Weltraums zum Ziel gesetzt hat. Dies umfasst Missionen der Weltraumwissenschaft, Forschung, Industriepolitik und praktische Anwendungen. Mehr unter: www.esa.int oder www.esa.de..
Über die Herschel-Mission der ESA
Nähere Details zu Herschel finden Sie unter: http://www.rssd.esa.int/.... Mehr zu weiteren astrophysikalischen Aktivitäten der ESA finden Sie unter http://www.rssd.esa.int/....
