Vorteile des Einsatzes funktionaler Sicherheit in kommerziellen Raumfahrtanwendungen

Kurzfassung

Funktionale Sicherheit kommt immer dann zum Tragen, wenn in einem Produkt oder einer Anlage elektrische, elektronische und programmierbar elektronische Elemente vorhanden sind und diese sicherheitskritischen Funktionen ausführen. Sie wird in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, Prozessindustrie (z.B. Energiesektor), Automotive (Verkehrssektor), Maschinenbau und Luftfahrt. Im Vortrag werden die Ansätze und Konzepte der Funktionalen Sicherheit auf Basis der Grundnorm ISO 61508 mit den RAMS-Ansätzen der Raumfahrt vergleichen, insbesondere der Flight Detection Isolation and Recovery (FDIR) Ansatz. Der Vortrag gibt Einblick in die Risikominimierungsmöglichkeiten auf Bauteilebene, insbesondere für komplexe integrierte Schaltkreise. Traditionell fokussiert sich die Raumfahrt auf die Qualifizierung der eingesetzten Bauteile für die extremen Umgebungsparameter und die typischerweise sehr lange Einsatzdauer im All. Durch die immer komplexer gewordenen ICs ergibt sich allerdings ein zusätzliches Risiko hinsichtlich sogenannter systematischer Fehler, die sich im Zuge der umfangreichen Chip-, Hardware- und Software Entwicklung ergeben können. Des Weiteren treten bei der Entwicklung von Satellitenkonstellationen aufgrund der höheren Stückzahlen die Bauteilkosten stark in den Vordergrund, sodass ein Kompromiss zwischen Qualifizierung und Erschwinglichkeit gefunden werden muss. Der Vortrag zeigt wie Systematic Faults (systematische Fehler) in anderen Marktsektoren bestmöglich vermieden werden und sogenannte Random Faults (zufällige Fehler) mit Hilfe entsprechender Leistungsmerkmale der Halbleiterprodukte, wie beispielsweise ECC, lock-step oder BIST (Built-in Self Test) möglichst schnell erkannt und deren Auswirkungen idealerweise eliminiert, zumindest minimiert werden können. Die erfolgreiche Mission des Mars- Rotorcraft Ingenuity von JPL (NASA) gibt Einblick in die praktische Anwendung von funktionaler Sicherheit in der Raumfahrt. Der Vortrag soll als Anregung verstanden werden, bereits vorhandene Leistungsmerkmale von Halbleiterprodukten, die für die Funktionale Sicherheit in anderen Marktsektoren entwickelt wurden, auch für die Raumfahrt bestmöglich zu nutzen.