Consultative Committee for Space Data Systems

Das Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) (deutsch: „Beratendes Komitee für Datensysteme in der Raumfahrt“) mit Sitz in Washington, D.C. ist eine internationale Organisation, in der sich die führenden Weltraumorganisationen zusammengefunden haben. Die Aufgabe des CCSDS ist die Ausarbeitung gemeinsamer Methoden des Datenverkehrs mit Raumfahrzeugen, vornehmlich von Forschungssonden.

CCSDS wurde im Jahre 1982 auf Anregung einer gemeinsamen Arbeitsgruppe von NASA und ESA gegründet, die seit 1981 an gemeinsamen Kommunikationsprotokollen arbeitete. Eine immer weiter ausgebaute Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Raumfahrtorganisationen und die erforderliche gegenseitige Nutzung von Infrastrukturen machte die Festlegung gemeinsamer Standards zwingend erforderlich.

Rückblick

Die ersten Pioneer- und Explorer-Raumsonden haben ihre Telemetriedaten noch als einfache Abfolge von Sinusschwingungen gesendet, deren Frequenz sich proportional zum Messwert änderte, jedem einzelnen Messwert war ein Zeitschlitz zugewiesen, den ersten Zeitschlitz nahm immer ein Pilotton zur Synchronisation ein. Dieses einfache Zeitmultiplexverfahren genügte den Anforderungen schon bald nicht mehr. Die neueren Verfahren und die zunehmende internationale Zusammenarbeit brachte die heutige Bedeutung der CCSDS zustande.

SCID - Durchnummerierung der Raumfahrzeuge

So wird heute jedem Raumfahrzeug eine eigene, von der CCSDS vergebene Nummer zugewiesen, die auch Bestandteil der standardisierten Datenblöcke ist, die zwischen den Bodenstationen und dem Raumfahrzeug ausgetauscht werden, ebenso standardisierte Zeit- und Positionsangaben. Die Nummer des Raumfahrzeugs (SCID - Spacecraft IDentification genannt) wurde von ursprünglich 8 Bits (0..255) auf zwei Nummernkreise mit 10 Bits (0..1023) erweitert. Die Version (2 Bits) des Nummernkreises wird der Nummer selbst vorangestellt. Einer der vier möglichen Nummernkreise ist noch gar nicht zugewiesen.

Verwaltet werden die Nummern zentral für alle beteiligten Weltraumorganisationen beim World Data Center for Satellite Informations (WDC SI) im Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA in Greenbelt (Maryland).

Aufbau

Der eigentlichen Nummer ist eine aus zwei Bits bestehende Gruppierung der SCID als Versionsnummer vorgeschaltet, sie legt den Nummernkreis fest. 00 = erster Nummernkreis mit 10-Bit-Nummern, 01 = Nummernkreis mit 8-Bit-Nummern, 10 = zweiter Nummernkreis mit 10 Bits, 11 = nicht vergeben. Beides zusammen – Version und SCID – bildet die GSCID (Global Spacecraft Identification).

Beispiele

Die Ariane 5 hat für alle Raketen eine einheitliche Nummer, es befindet sich ja immer nur eine Rakete kurzzeitig im Flug. Hier ist die 8-Bit-Nummer 1Ah (0001 1010) vergeben.
Die Space Shuttles haben 10-Bit-Nummern vergeben bekommen.

OV-103 (Discovery) die 1D3h (01 1101 0011)

OV-104 (Atlantis) die 1D4h (01 1101 0100)

OV-105 (Endeavour) die 1D5h (01 1101 0101)

Nicht zugewiesen sind die Nummern für OV-101 (Enterprise), die nie für den Raumflug konzipiert war und die verunglückten OV-99 (Challenger) und OV-102 (Columbia).

Die Internationale Raumstation (ISS) hat sogar mehrere Nummern für die verschiedenen Module zugewiesen bekommen, beispielsweise 117h (01 0001 0111) für das Modul Columbus.

Zeitformate

Im Blue Book 301.0-B-3 sind die unterschiedlichsten Zeitformate definiert, hier die wichtigsten:

CUC = CCSDS Unsegmented Time Code
CDS = CCSDS Day segmented Time Code
CCS = CCSDS Calendar segmented Time Code
CCS ASCII = CCS in ASCII-Darstellung

Das CUC-Format ist ein reines binäres Zählformat, in dem eine 32-bit lange vorzeichenlose Binärzahl die Sekunden seit einem bestimmten Zeitpunkt angibt. Dem Wert können noch Sekundenbruchteile als Binärwert folgen, hierzu sind diverse Unterformate definiert.

Mit diesem Format können etwa 136 Jahre abgedeckt werden. Es gibt unterschiedliche Startpunkte – bei der NASA gebräuchlich ist der 1. Januar 1958.

Der CUC-Wert wird im Raumfahrzeug direkt aus der Mission Elapsed Time abgeleitet.

Das Blue Book 301.0-B wurde in der ersten Fassung im Jahr 1987 eingesetzt. Momentan gilt die dritte Fassung aus dem Jahr 2002, die allerdings erneut zur Überarbeitung vorgesehen ist.

Veröffentlichungen

Blue Books - Normen und Anforderungen
Magenta Books - Stehende Prozeduren
Green Books - Informelle Berichte
Orange Books - Experimentelle Spezifikationen
Yellow Books - Allgemeine Berichte
Silver Books - Veraltete Normen, Anforderungen und Berichte

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Ein Großteil der Veröffentlichungen ist im Internet als PDF-Dokument verfügbar.

Beteiligte Organisationen

Es gibt verschiedene Wege, auf denen eine Zusammenarbeit mit der Organisation möglich ist.

Mitte 2017 hatte die Organisation 11 Vollmitglieder:^[1]

Mitglieder sind staatliche Organisationen oder staatsnahe Organisationen, die einen angemessenen Beitrag zu den Aktivitäten leisten. Nur jeweils ein Mitglied kann einen Staat oder eine multinationale Organisation repräsentieren. Alle Mitglieder müssen sich an die Beschlüsse halten und ihr bestes tun, um die Beschlüsse umzusetzen, indem sie ihre eigenen Standards an die von der CCSDS empfohlenen Standards anpassen. Mitglieder müssen Delegierte zu den technischen Arbeitsgruppen abstellen. Alle Mitglieder sind dazu aufgerufen, Entwürfe und Positionen in Sachfragen in den Arbeitsgruppen vorzubringen. Die Mitgliedsorganisationen haben alleine das Stimmrecht bei den beiden Versammlungen im Jahr.

Agenzia Spaziale Italiana (ASI), Italien
Canadian Space Agency (CSA), Kanada
Centre national d’études spatiales (CNES), Frankreich
China National Space Administration (CNSA), VR China
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutschland
European Space Agency (ESA), Europa
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Brasilien
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Japan
National Aeronautics and Space Administration (NASA), USA
Federal Space Agency (FSA/Roskosmos), Russland
UK Space Agency (UKSA), Großbritannien

Mitte 2017 gab es 31 Beobachterorganisationen:^[2]

Ein CCSDS Beobachter ist eine staatliche oder staatsnahe Organisation, die die Aktivitäten der CCSDS auf einer niedrigeren Ebene unterstützen. Beobachterorganisationen werden dazu ermutigt, die empfohlenen Standards umzusetzen, müssen aber nicht unbedingt die eigenen Standards anpassen. Beobachter können, müssen aber nicht eigene Vorschläge und Positionen in die Arbeitsgruppen einbringen. Abgesandte der Beobachterorganisationen können als technische Experten teilnehmen. Es gibt keine Begrenzung, wie viele nationale oder multinationale Organisationen als Beobachter mitwirken können.

Austrian Space Agency (ASA), Österreich
Belgian Federal Science Policy Office (BFSPO), Belgien
Central Research Institute of Machine Building (TsNIIMash), Russische Föderation
China Satellite Launch and Tracking Control General, Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology (CLTC/BITTT), China
Chinese Academy of Sciences (CAS). China
Chinese Academy of Space Technology (CAST)
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), Australien
Danish National Space Center (DNSC), Dänemark
Departamento de Ciência e Tecnologia Aerospacial (DCTA), Brasilien
Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI), Korea
European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), Deutschland
European Telecommunications Satellite Organization (EUTELSAT), Frankreich
Geo-Informatics and Space Technology Development Agency (GISTDA), Thailand
Hellenic National Space Committee (HNSC), Griechenland
Indian Space Research Organization (ISTRAC), Indien
Institute of Space Research (IKI), Russland
Korea Aerospace Research Institute (KARI), Korea
Ministry of Communications (MOC), Israel
Mohammed Bin Rashid Space Centre (MBRSC), Vereinigte Arabische Emirate
National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Japan
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA
National Space Agency of the Republic of Kazakhstan (Kazcosmos) (NSARK), Kasachstan
National Space Organization (NSPO), Taiwan
Naval Center for Space Technology (NCST), USA
Research Institute for Particle & Nuclear Physics (KFKI), Ungarn
South African National Space Agency (SANSA), Südafrika
Space and Upper Atmosphere Research Commission (SUPARCO), Pakistan
Swedish Space Corporation (SSC), Schweden
Swiss Space Office (SSO), Schweiz
The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK), Türkei
United States Geological Survey (USGS), USA

Mitte 2017 sind 106 assoziierte Organisationen registriert.^[3]

Assoziierte Organisationen sind wissenschaftliche oder industrielle Körperschaften, die es ermöglichen, den Entscheidungsprozess mitzuverfolgen und möglicherweise die Standards zu beeinflussen. Es handelt sich dabei um Hersteller, die Produkte oder Dienstleistungen für die Raumfahrt liefern, Forschungseinrichtungen und Universitäten.

Assoziierte können in Arbeitsgruppen teilnehmen und bei der Entwicklung der Standards mitwirken, wenn ein Vollmitglied oder eine unterstützende Beobachterorganisation diesem ausdrücklich zustimmt. Assoziierte können ebenso Entwürfe oder Positionspapiere über ihr unterstützendes Mitglied oder ihre Beobachterorganisation einbringen. Generell soll der Unsterstützer und der kommerzielle Assoziierte aus dem gleichen Land stammen. Multinationale Organisationen z.B. ESA können Assoziierte aus jedem Land unterstützen, das Anteil an der unterstützenden Organisation hat.