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Enhancing Operations at the Columbus Control-Center: A Hybrid Approach Utilizing Large Language Models, Knowledge Graphs, and Retrieval-Augmented Generation

Bensch, Oliver und Hartmann, Carsten und Schefels, Clemens und Bustamante Gomez, Samuel und Mai, Tai und Opitz, Dominik und Sahler, Kerstin und Hecking, Tobias und Maribel, Acosta (2025) Enhancing Operations at the Columbus Control-Center: A Hybrid Approach Utilizing Large Language Models, Knowledge Graphs, and Retrieval-Augmented Generation. In: Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. 76th International Astronautical Congress 2025 (IAC 2025), 2025-09-29 - 2025-10-03, Sydney, Australien. ISSN 0074-1795.

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Kurzfassung

This paper investigates the combination of Large Language Models (LLMs) with Knowledge Graphs (KGs) and Retrieval-Augmented Generation (RAG) to enhance the operational efficiency of the flight control team at the Columbus Control-Center (COL-CC). COL-CC is responsible for the operations of the Columbus module of the International Space Station (ISS), and is part of German Aerospace Center's (DLR e.V.) German Space Operations Center (GSOC), located near Munich, Germany. LLMs have demonstrated a remarkable capacity to comprehend and produce human-like text, positioning themselves as an effective and efficient solution for automating routine tasks and delivering real-time support. However, their effectiveness can be constrained by a lack of domain-specific knowledge and the need for accurate, up-to-date information. To address these limitations, we propose a hybrid approach that combines LLMs with KGs and RAG. KGs offer a structured representation of domain-specific information, enabling more effective access to and utilization of specialized knowledge. Meanwhile, RAG enhances LLMs by retrieving relevant documents and data snippets, ensuring that the generated responses are grounded in current information. This integrated system can support the flight control team at COL-CC by automating the generation of operational reports, providing real-time answers to technical queries, and assisting in anomaly detection and resolution. The paper presents the architecture of this hybrid system, discusses its implementation challenges, and evaluates its potential impact on the efficiency and accuracy of Columbus module operations. By leveraging the strengths of LLMs, KGs, and RAG, this work aims to create a more intelligent and responsive support system for space missions, ultimately contributing to the safety and success of ISS and Columbus operations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220847/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Enhancing Operations at the Columbus Control-Center: A Hybrid Approach Utilizing Large Language Models, Knowledge Graphs, and Retrieval-Augmented Generation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bensch, Oliveroliver.bensch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7026-5619NICHT SPEZIFIZIERT
Hartmann, CarstenCarsten.Hartmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3701-189X199365055
Schefels, ClemensClemens.Schefels (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1041-3020NICHT SPEZIFIZIERT
Bustamante Gomez, SamuelSamuel.Bustamante (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mai, Taitai.mai (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Opitz, Dominikdominik.opitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-1234-6379NICHT SPEZIFIZIERT
Sahler, Kerstinkerstin.sahler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-5299-3669199365056
Hecking, TobiasTobias.Hecking (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0833-7989199365057
Maribel, Acostamaribel.acosta (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 September 2025
Erschienen in:Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:0074-1795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Human Spaceflight, Mission Operations, Knowledge Graphs, Artificial Intelligence, Large Language Models, Retrieval Augmented Generation
Veranstaltungstitel:76th International Astronautical Congress 2025 (IAC 2025)
Veranstaltungsort:Sydney, Australien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 September 2025
Veranstaltungsende:3 Oktober 2025
Veranstalter :International Astronautical Federation (IAF)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Synergieprojekt DLR Foundation Models [SY], R - Synergieprojekt | DLR FM | DLR Foundation Models [RO]
Standort: Köln-Porz , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > Intelligente und verteilte Systeme
Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Missionsbetrieb
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Kognitive Robotik
Raumflugbetrieb und Astronautentraining > Missionstechnologie
Hinterlegt von: Hartmann, Carsten
Hinterlegt am:11 Dez 2025 08:42
Letzte Änderung:16 Dez 2025 17:31

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