Forum: Ausbildung, Studium & Beruf Hardwareentwicklung für Raumfahrt


von Manuel (Gast)


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Hi,

Ist (war) jemand als Hardwareentwickler im Bereich Raumfahrt tätig und 
kann vielleicht auf meine Bedenken im unten aufgeführten Beitrag 
eingehen?
Ich bin bisher als Entwickler (Elektronik/Leistungselektronik) im 
industriellen Bereich tätig (kleines Start-up, Gehalt OK aber auch nicht 
überragend, sehr chaotisch), und habe eine Stelle im Bereich Raumfahrt 
gesehen.

Als Hauptaufgabengebiet entwickelt man Hardware für Satteliten unter 
Anwendung von FMEA, worst case Analyse, part stress etc.
Ferner dokumentiert man das Design in Bezug auf die Anforderungen.

Grundsätzlich kann ich mir vorstellen, dass das ein technisch sehr 
anspruchsvoller Job ist, bei dem man sehr viel lernt und sich zu einem 
sehr fähigen Entwickler entwickelt, der robuste und funktionierende 
Hardware entwickelt.

Andererseits bin ich ein wenig abgeschreckt, weil ich denke, dass 
Raumfahrt == Luftfahrt ist, bei der man 80% seiner Zeit mit 
Anforderungen und Dokumentation verbringt. Außerdem habe ich gelesen, 
dass man teilweise aufgrund der Anforderungen an die Robustheit und 
Zuverlässigkeit auf alte und ausgereifte Komponenten / ICs zurückgreift 
(keine Ahnung, vielleicht urualte ICs, bei denen die interne 
Transistoranzahl um Faktor 2 geringer ist und somit weniger 
Sub-Komponenten besitzt, die kaputt gehen können).

Ist das wirklich so extrem oder sind das ggf nur "Urban legends" ind 
Gerüchte? Hat jemand Erfahrung mit Raumfahrtentwicklung und mag sich 
dazu äußern?

Danke,

: Verschoben durch Moderator
von Wühlhase (Gast)


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Das kommt darauf an.

Ich kenne eine Firma, die entwickelt für halbwegs ernsthafte Raumfahrt. 
Da wird schonmal eine Konferenz über drei Stunden nur über die 
Verwendung eines bestimmten Lots verbracht und man lernt Probleme kennen 
von denen man nie gedacht hätte daß es sie geben könnte.

Und ich kenne eine Firma, die machen auch Raumfahrt, benutzen aber 
ausschließlich Standardindustrieteile. Die Kunden wissen das, gehen das 
Risiko aber trotzdem ein - ist halt billiger.

von Erwin D. (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> ist halt billiger.

Ein Spaceshuttle-Astronaut wurde damals vor dem Start interviewt. Ihm 
wurde die Frage gestellt, wie er sich fühle jetzt wo es gleich losgeht. 
Seine Antwort: "Ich sitze hier auf hunderttausenden Teilen, bei denen 
jedes mal das billigste Angebot genommen wurde. Und Sie fragen mich, wie 
ich mich fühle?"

von Gustl B. (gustl_b)


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Das Problem ist nur zum Teil die Raumfahrt.
Sondern die Zuverlässigkeit, Langlebigkeit. Durch die Raumfahrt kommen 
noch Anforderungen dazu wie dass das nicht repariert werden kann oder 
dass es Strahlungstolerant sein muss und starke Vibrationen aushalten 
muss.

Bei ein paar der Punkte kommt es jetzt sehr darauf an welches Gebiet das 
genau wird. So ein Cubesat der nicht irre teuer ist und auch günstig 
gebaut werden soll und an dem keine Menschenleben hängen ist was ganz 
anderes als eine Raumsonde die ein Jahrzehnt durchhalten soll und irre 
teuer war. Oder bemannte Raumfahrt.

von Mikro (Gast)


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Huhu,

mit Luft- und Raumfahrt hatte ich leider noch nicht zu tun. Dafür aber 
mit Systemen für Personenzüge.

Dort trifft Deine Einschätzung insofern zu, als das man, gerade am 
Anfang, fast alles nochmal neu lernt. Oft hat man mit "alten" 
Technolgien zu tun, bei der man sich nicht selten wundert, dass es die 
überhaupt noch gibt. ;)

Das fand ich am Anfang sehr mühsam, weil auch viele "gewohnte" 
Informationsquellen quasi wertlos werden.

Das schöne ist aber auch, dass sich die Technologie nicht so stetig und 
wahnsinnig schnell ändert. Heutzutage ist es ja fast schon so, dass 
Bauteile obselet sind, sobald man das DaBla zuende gelesen hat.

Also, nur Mut. Raumfahrt fände ich mega spannend! Wenn Du die 
Gelegenheit bekommst, pack zu!

von ZF (Gast)


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Hallo Manuel,

wesentliche Unterschiede zur industriellen Elektronik sind die 
Umgebungsbedingungen. Dies betrifft insbesondere die 
Strahlungsfestigkeit für Strahlung verschiedener Art. Aber auch der 
Temperaturbereich kann sehr viel weiter als bei industrieller Elektronik 
sein, bei wissenschaftlichen Instrumenten werden manchmal Baugruppen bei 
wenigen Kelvin betrieben. Zudem ist Vakuum (Ausgasung) ein Thema, manche 
Werkstoffe können deshalb nicht verwendet werden. Beim Start treten 
erhebliche Vibrationen auf, bei Seperation kommt es zusätzlich zu 
mechanischem Schock. Es gibt einige (ziemlich wenige) für die Raumfahrt 
designete Bauteile, damit kommt man aber nicht immer aus. Dann muss man 
halt testen, ob COTS (Commercial Off The Shelf) Bauteile die Aufgabe 
nicht doch erfüllen können. Manchmal muss man für besondere 
Anforderungen auch extra ASICs entwickeln, was in anderen Branchen wegen 
der hohen Kosten nur bei großen Stückzahlen gemacht würde. Für manche 
Funktionen ist Redundanz wichtig, im digitalen arbeitet man dann zum 
Beispiel mit 2 aus 3 Mehrheitsentscheidern.

Insgesamt ist auch die Raumfahrt ein weites Feld, und je nach dem was Du 
wo (in welchem Orbit) machen willst, sind die Anforderungen sehr 
individuell. Wenn Du mehr wissen willst, müsstest Du etwas mehr erzählen 
in welche Richtung es gehen soll.

Beitrag #6528424 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6528457 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Leierkastenonkel (Gast)


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Manuel schrieb:
> Grundsätzlich kann ich mir vorstellen, dass das ein technisch sehr
> anspruchsvoller Job ist, bei dem man sehr viel lernt und sich zu einem
> sehr fähigen Entwickler entwickelt, der robuste und funktionierende
> Hardware entwickelt.

Das ist ein Job und kein Studium, falls man Dich einstellt, wird 
erwartet, das du bereits robuste Technik entwickeln kannst. Und wenn du 
nicht auf Selbsstudium aus technischen Interesse zurückgreifen kannst, 
biste völlig fehl am Platz.

Ach ja, robuste Technik zeichnet sich gerade durch Vermeidung von 
Komplexität aus, es wird also nicht ein im technischen Sinne 
Phantasiereicher Ingenieur gesucht sondern einer der bewährte Technik 
einsetzt. Also Zeigestock statt Fernbedienung:
https://youtu.be/fr_hXLDLc38?t=370 (das mittlere Michelin-Menschlein)

von Dussel (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> So ein Cubesat der nicht irre teuer ist und auch günstig
> gebaut werden soll und an dem keine Menschenleben hängen ist was ganz
> anderes als eine Raumsonde die ein Jahrzehnt durchhalten soll und irre
> teuer war. Oder bemannte Raumfahrt.
Das stimmt. Das wollte ich auch schreiben.

Insgesamt ist es bei uns schon so, dass viel formal spezifiziert werden 
muss. Es ist aber bei Weitem nicht der Großteil der Arbeit. Alle paar 
Monate steht wieder ein Termin an und die ganze formale Dokumentation 
muss auf den neuesten Stand gebracht werden. Dann setzt man sich mal 
eine Woche hin und macht das. (Etwas anderes ist natürlich die interne 
Dokumentation, die nicht ganz so formal ist.)

Manuel schrieb:
> Außerdem habe ich gelesen,
> dass man teilweise aufgrund der Anforderungen an die Robustheit und
> Zuverlässigkeit auf alte und ausgereifte Komponenten / ICs zurückgreift
Das kommt wohl wieder auf die Anwendung an, wie Gustl schrieb. Ein 
kommerzieller Satellit wird anders geplant als ein Forschungssatellit.

Manuel schrieb:
> keine Ahnung, vielleicht urualte ICs, bei denen die interne
> Transistoranzahl um Faktor 2 geringer ist und somit weniger
> Sub-Komponenten besitzt, die kaputt gehen können
Faktor 2? :D
Ich war mal in einem Unternehmen im Bereich Bahnsicherheit, bei denen 
vor wenigen Jahren (von heute aus gesehen) der 486 als Standardprozessor 
abgelöst wurde.

von ZF (Gast)


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Leierkastenonkel schrieb:
> Das ist ein Job und kein Studium, falls man Dich einstellt, wird
> erwartet, das du bereits robuste Technik entwickeln kannst. Und wenn du
> nicht auf Selbsstudium aus technischen Interesse zurückgreifen kannst,
> biste völlig fehl am Platz.
Wir kennen die Stellenausschreibung auf die sich Manuel bezieht nicht, 
aber auch erfahrene Leute lernen immer noch dazu, sonst wären sie nie so 
erfahren geworden. Gerade wenn man die Branche wechselt wird man viel 
Neues lernen und sollte auch dazu bereit sein (was ich vom Text des TO 
bei ihm nicht bezweifle). Falls Erfahrung in der Raumfahrt gefordert 
ist, dann hätte berufliche Erfahrung wahrscheinlich Vorteile gegenüber 
Selbststudium.

> Ach ja, robuste Technik zeichnet sich gerade durch Vermeidung von
> Komplexität aus,
Simple but reliable ist oft das Designziel in der Raumfahrt, nicht nur 
simple. Für hohe Zuverlässigkeit muss oft die Komplexität erhöht werden. 
Als Beispiel seien die Techniken wie schädlicher Einfluss durch SEE 
jenseits von Latch-up in Digitalschaltungen verhindert wird genannt. Das 
erfordert hohe Komplexität, zu Lasten von Größe, Masse, Stromverbrauch, 
Geschwindigkeit und Kosten. Macht man also nicht gerne, aber muss man 
oft machen.

> es wird also nicht ein im technischen Sinne
> Phantasiereicher Ingenieur gesucht sondern einer der bewährte Technik
> einsetzt.
Auch hier: Wir kennen die Ausschreibung nicht. Die Instrumente von 
wissenschaftlichen Satelliten bewegen sich oft dicht an der Grenze des 
physikalisch Möglichen. Da ist vieles neu und Phantasie durchaus 
gefragt. Trotzdem muss auch hier die Zuverlässigkeit natürlich 
nachgewiesen werden, was sehr aufwändig ist.

Also Zeigestock statt Fernbedienung:
> https://youtu.be/fr_hXLDLc38?t=370 (das mittlere Michelin-Menschlein)
Ja, kein Risiko durch unnötigen Schnickschnack.


Wie schon geschrieben, Raumfahrt ist ein weites Feld. Die Anforderungen 
an einen Cubesat im LEO sind jeweils anders als für bemannte Missionen 
im Leo (wird es bei Manuel nicht sein, da Satellit bereits genannt 
wurde) oder für einen Fernsehsatelliten im GEO oder für 
wissenschaftliche Instrumente auf L2 oder für eine Mission zu Merkur. 
Vielleicht will Manuel ja noch etwas genauer schreiben worum es geht. 
Nicht nur zum Orbit, sondern auch ob Launcher, Spacecraft oder Payload, 
ob Power, RF, Data handling, wissenschaftliche Instrumente, ... .

von Zero V. (Firma: Freelancer) (gnd)


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Mich hat das Thema Raumfahrt auch gereizt bis ich beim 
Vorstellungsgespräch war.
Die arbeiten dort mit 20 Jahren alten Komponenten haben sogar extra ein 
riesen Lager für diese und entsprechend alt und zerfallen waren auch die 
Büros. Dann habe ich erfahren dass die Layouts von den Konstrukteuren 
gemacht werden weil man wegen dem Wärmemanagement dort unendlich viel 
Erfahrung braucht. Dann wurde mir gesagt die ersten 5 Jahre mach ich 
eigentlich nichts außer zuarbeiten bis ich dann einigermaßen 
eingearbeitet bin dauert es dann 10 Jahre.

Nein war dann nichts für mich, ich arbeite lieber mit modernen Themen.

von F. M. (foxmulder)


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Es kommt wohl sehr darauf an in welchem Bereich man arbeitet, bzw. 
welches Spezialgebiet.

Ein Cubesat mit COTS Teilen und evtl. ein paar rad tolerant wird ganz 
anders sein als eine Raumsonde für die äußeren Planeten.
Gekocht wird jedenfalls auch in der Raumfahrt nur mit Wasser, man passt 
halt auf nichts bis wenig zu verschütten.

Von chaotisch bis extrem streng organisiert, ist wohl alles möglich.
Ich habe vor kurzem erst das Buch "Sojourner" von Andrew Mishkin gelesen 
-also über den ersten Mars Rover 1997- da wurde die Firmware (8085) für 
den Rover von 1-3 Leuten geschrieben, als Funkverbindung zum Lander hat 
man Motorola Modems umgebaut.
Im Großen und Ganzen hatten die Entwickler damals wohl viele Freiheiten 
und das ganze lief eher ruhig ab, das wird bei den Nachfolgern anders 
gewesen sein (wurden ja exponentiell komplexer)

Es ist halt alles immer am Extrem, vorallem Dinge wie die Instrumente 
werden oft von ganzen Uni Teams entwickelt, da hilft wohl eher ein Dr. 
in Physik als ein Elektrotechnikstudium für echte Grundlagenarbeit.

Ich denke in der Branche ist absolut alles möglich, streng über Lot 
diskutieren, Grundlagenarbeit am physikalischem Limit und extrem 
kreative Lösungssuche für abgefahrene Probleme usw.

Raumfahrt, Rüstung evtl. noch Offshore sind jedenfalls die absoluten 
Traumgebiete (für mich).

: Bearbeitet durch User
von ZF (Gast)


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A. K. schrieb:
> Es ist halt alles immer am Extrem, vorallem Dinge wie die Instrumente
> werden oft von ganzen Uni Teams entwickelt, da hilft wohl eher ein Dr.
> in Physik als ein Elektrotechnikstudium für echte Grundlagenarbeit.
Es braucht beides, in guter Zusammenarbeit.

von Lalala (Gast)


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Ein Forschungssatellitenprojekt hat eine Laufzeit von ca 15 Jahren, vom 
ersten anvisieren bis zum Start. D. h. man steigt in ein Projekt ein, 
hat danach ein komplettes und dann den Anfang eines weiteren und schaut 
sich dann den Launch in der Rente an.

von Manuel (Gast)


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Hi,
vielen Dank für eure Beiträge. Meine Kenntnisse im Bereich Raumfahrt 
sind wirklich sehr beschränkt. Die Firma war/ ist an vielen Projekten 
beteiligt, u.a.

https://en.wikipedia.org/wiki/BepiColombo

https://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(spacecraft)

https://en.wikipedia.org/wiki/PLATO_(spacecraft)#Data_release_schedule

Ich glaube, alle Projekte sind unbemannt (vielleicht aber auch nicht).

ZF schrieb:
> Vielleicht will Manuel ja noch etwas genauer schreiben worum es geht.
> Nicht nur zum Orbit, sondern auch ob Launcher, Spacecraft oder Payload,
> ob Power, RF, Data handling, wissenschaftliche Instrumente, ... .
Die Firma deckt einen Großteil der aufgeführten Bereiche ab:
- Elektronik/Leistungselektronik (für Satelliten und Spacecraft)
- Star Trackers
- Software (Validation)
- Payload
- Flight Emulators

Insofern glaube ich, dass es ein sehr breit gefächertes Feld ist, mit 
vielen unterschiedlichen Projekten/Anforderungen. Jedenfalls ist die 
Firma schon sehr lange in dem Bereich tätig.

Ich kann die Firma auch gerne nennen, das macht die Sache sicherlich 
viel einfacher: Terma

Ich denke, ich werde mich einfach mal bewerben und - falls ich überhaupt 
eingeladen werde - im Vorstellungsgespräch dann nähere Informationen 
bekommen bzw. die Fragen stellen.

von ZF (Gast)


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Manuel schrieb:
> Hi,
> vielen Dank für eure Beiträge. Meine Kenntnisse im Bereich Raumfahrt
> sind wirklich sehr beschränkt. Die Firma war/ ist an vielen Projekten
> beteiligt, u.a.
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/BepiColombo
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(spacecraft)
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/PLATO_(spacecraft)#Data_release_schedule
>
> Ich glaube, alle Projekte sind unbemannt (vielleicht aber auch nicht).
Ja sind sie, alles unbemannte wissenschaftliche Raumfahrtmissionen. Bepi 
ist vor zwei Jahren Richtung Merkur gestartet, Rosetta ist vor ein paar 
Jahren nach 10 Jahren Flugzeit an einem Kometen angekommen und mit einem 
Lander dort gelandet, und Plato wird von L2 aus nach Exoplaneten suchen, 
vornehmlich solchen auf denen flüssiges Wasser sein könnte.

Bei solchen Missionen unterscheidet man am Satelliten grob zwischen 
Spacecraft (dem Teil, der Stromversorgung, Steuerdüsen, Startracker, 
Radio Link etc. enthält) und Payload / Instrumenten (Teleskope, 
(Bild)-Sensoren, Messgeräte, ...). Die Technik der Spacecrafts ist 
tendenziell etwas konservativer als die der Instrumente. Aber auch die 
Spacecrafts sind bei wissenschaftlichen Missionen sehr individuell, da 
die Missionen sehr unterschiedlich sind, anders etwa als bei GEO 
Fernsehsatelliten, die man fast aus dem Katalog bestellen kann. Die 
Arbeit ist herausfordernd und spannend. Falls Du in einer frühen Phase 
dabei bist und die Flugzeit lang ist, wirst Du die Ergebnisse aber 
vielleicht erst als Rentner sehen.

> Ich denke, ich werde mich einfach mal bewerben und - falls ich überhaupt
> eingeladen werde - im Vorstellungsgespräch dann nähere Informationen
> bekommen bzw. die Fragen stellen.
Ja, mach das ruhig. Ein bisschen Vorbereitung wird nicht schaden. Auch 
Begeisterung ist in der Branche nicht von Nachteil: 
https://www.youtube.com/watch?v=T_LFsnK7LDg

von Studiertes (Gast)


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Gibt es eigentlich Literatur zu diesen Themen, wo man sich ein bisschen 
einlesen kann? Also gern allgemein zum Entwicklungsprozess eines 
Satelliten / spacecrafts als auch zu den Anforderungen an die Hardware 
(Strahlung, Vibration, Langlebigkeit usw)

von ZF (Gast)


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Spontan fällt mir dieses Spacecraft Systems Engineering Buch ein:
https://www.wiley.com/en-us/Spacecraft+Systems+Engineering%2C+4th+Edition-p-9780470750124
Aber guck erst mal in einer Uni-Bib rein, ob es Dir zusagt. Es gibt auch 
noch andere, in der nächsten Zeit werde ich aber nicht dazu kommen zu 
gucken, was für Einsteiger passen könnte.

Ein wesentlicher Unterschied zu industrieller Elektronik für 
Hardwareentwickler ist die Strahlenbelastung im Weltraum. Die wichtigen 
drei Punkte sind hier: Was richten die verschiedenen Strahlungsarten an, 
wie kann man das verhindern (und was sind die Nebenwirkungen der 
verschiedenen Verhinderungen), wie testet man radiation hardness. Was an 
Strahlung zu erwarten ist, ermitteln dagegen in der Regel andere für den 
Entwickler.

Einen guten Einstieg in Strahlung und ihre Wirkung auf Elektronik zeigt 
dieser Vortrag: 
https://indico.cern.ch/event/777129/contributions/3249529/attachments/1844695/3026130/6th_EIROforum_school_on_instrumentation_cpoivey.pdf

von Leierkastenonkel (Gast)


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Studiertes schrieb:
> ibt es eigentlich Literatur zu diesen Themen, wo man sich ein bisschen
> einlesen kann? Also gern allgemein zum Entwicklungsprozess eines
> Satelliten / spacecrafts als auch zu den Anforderungen an die Hardware
> (Strahlung, Vibration, Langlebigkeit usw)

Klar, Bei ESA und NASA jede Menge und weil von Steuergeldern finanziert 
auch gegen Unkostenerstattung (;-)) erhältlich.

https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/33691/SpacePrimerFinalWebVersion.pdf

https://www.analog.com/en/technical-articles/challenges-for-electronic-circuits-in-space-applications.html

https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a129142.pdf


https://www.space.irfu.se/seminars/20180523-Cripps-HW_Project.pdf


http://everyspec.com/ESA/download.php?spec=ECSS-E-ST-20C.048168.pdf


http://www.et.tu-dresden.de/ifa/fileadmin/user_upload/www_files/Aktuelles/2014-01-27_ESA_Guidance__Navigation__and_Control_Systems.pdf

von Leierkastenonkel (Gast)


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A. K. schrieb:
> Es kommt wohl sehr darauf an in welchem Bereich man arbeitet, bzw.
> welches Spezialgebiet.
>
> Ein Cubesat mit COTS Teilen und evtl. ein paar rad tolerant wird ganz
> anders sein als eine Raumsonde für die äußeren Planeten.

Der Unterschied liegt woanders, die mesiten CUBESat aus COTS-Teilen sind 
eindeutige 'WegWerf-Equipment' die vornehmlich der Universitären 
Ausbildung neuer Space-Technik Ingenieure nach dem 'Trial and Error' 
Verfahren, dienen. Das Budget ist begrenzt und die Cubesat werden auch 
nicht als Dienstleistung verkauft.

https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/u/uwe-4

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Cubesat-Satelliten

von Dussel (Gast)


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Studiertes schrieb:
> Gibt es eigentlich Literatur zu diesen Themen, wo man sich ein bisschen
> einlesen kann? Also gern allgemein zum Entwicklungsprozess eines
> Satelliten / spacecrafts als auch zu den Anforderungen an die Hardware
> (Strahlung, Vibration, Langlebigkeit usw)
Bei(m) ECSS kannst du zumindest schonmal sehen, welche Standards es 
(unter anderen) gibt: https://ecss.nl/standards/active-standards/
Ich weiß aber nicht, ob man die ohne Firma runterladen kann.

von Wühlhase (Gast)


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Die kann man ohne Anmeldung einsehen und herunterladen. Zumindest die 
technischen Unterlagen, ich glaube irgendwelche Managementnormen gibt es 
nicht so ohne Weiteres.

Beitrag #6536121 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7001098 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7001100 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7001127 wurde von einem Moderator gelöscht.
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