Experiment DATAMIR

DATAMIR ist ein Computersystem zur Erfassung und Aufzeichnung von Daten der medizinischen und physikalischen Experimente beim RLF-Projekt und wurde ursprünglich für AUSTROMIR-91 entwickelt. Die Experimentatorendaten wurden alle an Bord gespeichert und pro Experiment zweimal auf Magnetband gesichert. Diese Magnetbänder kamen zum Missionsende jeder Phase mit den Kosmonauten zurück auf die Erde.

Ein Industriegerät des Typs IBM/AT mußte zu einem Bordcomputer für die Raumstation MIR umgebaut werden, um die RLF-Experimente zu steuern, sämtliche Experimentdaten aufzuzeichnen und den Kosmonauten die nötigen Instruktionen, Skizzen und Checklisten für die Vorbereitung der Experimente zu liefern. Der Bordcomputer übermittelte schon während der Mission Experimentdaten über zwei vorhandene Telemetriesysteme der Raumstation an die Bodenstation.

Anforderungen

Das System DATAMIR war zu Beginn der RLF-Mission bereits zwei Jahre auf der Raumstation MIR. Dieses System war ursprünglich nur für den Einsatz im Projekt AUSTROMIR, einem Zeitraum von etwa 10 Tagen geplant. Berücksichtigt man alle Aktivitäten, den Transport zur Station, der Einsatz während der Mission und die Weiterführungen von AUSTROMIR, so war die geplante maximale Betriebszeit von 300 Stunden bereits weit überschritten. Um den Betrieb während der RLF-Mission zu garantieren wurde ein weiterer Satz an Reserveplatinen in Auftrag gegeben. Je Platine wurde ein Stück gefertigt. Für das Festplattenmodul und die serielle Schnittstelle wurden jeweils zwei Ersatzplatinen gefertigt, da zwei Stück im System DATAMIR im Einsatz waren. Damit war ein vollständiger Satz an Reserveteilen vorhanden. Die Reserveplatinen wurden beim Hersteller auf ihre Funktion getestet. Weiters wurden die Platinen mit dem Labormodell und dem Reserveflugmodell auf Kompatibilität überprüft.

Die DATAMIR Software wurde entsprechend den neuen Anforderungen der Experimente angepaßt bzw. erweitert. Um ein möglichst effizientes Training der Mannschaft zu ermöglichen wurde stets eine Vorabversion erstellt, welche die grundlegenden Änderungen bereits berücksichtigte.

Da im Rahmen von RLF nicht alle Experimente des Projekts AUSTROMIR durchgeführt wurden, mußte die Menüstruktur korrigiert werden. Der Eintrag für das Experiment AUDIMIR wurde völlig entfernt, Die ursprünglich akustische Stimulation bei den ersten drei Teilexperimenten von MONIMIR wurde durch eine optische Stimulation ersetzt. Im Zuge dessen mußten alle Dialogtexte überarbeitet werden, da sowohl in den Dialogen von MONIMIR als auch von OPTOVERT verweise auf das Experiment AUDIMIR existierten.

Die Struktur des Submenüs für das Experiment OPTOVERT wurde an das neue Experimentkonzept angepaßt. Einige Teilexperimente bzw. die Kalibrierung wurden gestrichen oder durch neue ersetzt. Ebenso wurden die Dialogtexte entsprechend den neuen Experimentabläufen angepaßt.

Der Ablauf der Experimente MONIMIR, MYO-MOTOSCAN (MOTOMIR), OPTOVERT und KYMO wurde für die einzelnen Phasen des Projektes RLF in mehreren Stufen geändert. Dazu mußten auch die Dialogtexte der Experimente entsprechend den neuen Bedingungen überarbeitet werden. Die Texte wurden mit den jeweiligen Experimentatoren abgestimmt und anschließend in die entsprechenden Textfiles eingearbeitet.

Zur Übertragung der russischen Texte in das Datenformat für den cyrillischen Zeichensatz auf DATAMIR wurde ein spezielles Transferprogramm erstellt. Um cyrillische und lateinische Buchstaben gleichzeitig darstellen zu können, müssen die cyrillischen Buchstaben im Bereich 128 bis 255 als Ersatz für ASCII-Sonderzeichen kodiert werden. Die meisten Textprogramme verfahren ähnlich, die Zurordnung ist aber von Programm zu Programm verschieden oder aber frei einstellbar. Zusätzlich wurde auf DATAMIR ein Teil der ASCII Sonderzeichen zur Darstellung eines Rahmens benötigt, sodaß eine spezielle Kodierung festgelegt werden mußte. Aus diesen Gründen mußten die russischen Texte für den Einsatz auf DATAMIR neu kodiert werden.

Eingesetzt zur Steuerung und zur Datenaufzeichnung bei der Durchführung der Experimente:

COGIMIR, MIKROVIB, MONIMIR, MOTOMIR (MYO-MOTOSCAN), OPTOVERT, PULSTRANS & NACHT

Ergebnisse

Franz Viehböck und die Zentraleinheit DATAMIR während des Projektes AUSTROMIR-91. Foto: BMBWK, Wien Alle von DATAMIR unterstützten Experimente konnten wie geplant vollständig durchgeführt werden. Die Daten wurden auf 43 Streamerkassetten gespeichert zur Erde zurückgebracht.

Im Zuge der Programmänderungen für MONIMIR wurde versehentlich die Information des LED aus dem Datenrekord entfernt. Bei den Abgabetests wurde dieser Fehler nicht bemerkt, da die Anzeige am Bildschirm davon nicht betroffen war und die Meßdaten nicht im Detail ausgewertet wurden. Diese Software-Version wurde daher mit Fehler an Bord geliefert. Um die Meßdaten dennoch korrekt auswerten zu können, wurde ein Programm erstellt welche die fehlende Information wieder in die Datenstruktur einbaut. Da die Auswahl des LED-Profils nur "quasi" zufällig erfolgt, kann die LED-lnformation eindeutig rekonstruiert werden. Als Referenz wird die Zeit zu Beginn der Messung verwendet, welche im File-Kopf eingetragen ist.

Technische Daten

Das System bestand aus folgenden Einheiten:

Zentraleinheit

Die Zentraleinheit basierte auf einem Industriecomputer des Typs IBM/AT und besaß folgende technische Hauptkenndaten:
  • Mikroprozessor:80C286
  • Die Zentraleinheit DATAMIR mit allen Kabeln, Laufwerken, Streamer-Kassetten usw. Foto: BMBWK, Wien
  • Taktfrequenz: 10 MHz
  • RAM: 640 kByte
  • ROM: 32 kByte
  • Floppy-Disk: 720 kByte
  • Streamer: 40 MByte
  • Digitale Schnittstellen:
    seriell 4 Kanäle
    parallel 1 x 16 Bit
    Interface zum Bordtelemetriesystem BITS
    Interface zum Bordtelemetriesystem STRELA
  • Analoge Eingänge: 16 Kanäle, +10 V
  • Überlastungsschutz: Schmelzsicherung 6,3 A
  • Bedienelemente:
    Netzschalter
    Umschalter für Festplatten
  • Blockschaltbild des Zentralcomputers DATAMIR. Grafik: BMBWK, Wien
  • Anzeigeelemente:
    Netzkontrollanzeige
    Betriebsanzeige für Floppy-Disk
    Betriebsanzeige für Festplatte (2 Stück)
    Betriebsanzeige für Streamer
    Kontrollanzeige für Prozessorversorgung (+ 5 V)
Zum Transport auf die Raumstation MIR wurde die Zentraleinheit mit einem vibrationsdämpfenden Transportrahmen versehen. In die Zentraleinheit DATAMIR waren die Elektronikbox MONIMIR und der Versorgungsblock OPTOVERT eingebaut.

Masse:

Transportkonfiguration: max. 24,0 kg
Betriebskonfiguration: max. 22,0 kg

Abmessungen:

Transportkonfiguration: 552 mm x 320 mm x 432 mm
Betriebskonfiguration: 470 mm x 280 mm x 362 mm

Aluminiumcontainer mit folgenden Systemkomponenten:
  • Bedienungseinheit bestehend aus Monitor (monochrom, 640 x 350 Pixel) und Tastatur (deutsch - russisch)
  • Kabelsatz (4 Kabel)
  • Diskettensatz in Stoffhülle (6 Disketten)
  • Streamerkassettensätze in Stoffhüllen (2 Sätze mit je 6 Kassetten)
  • Reservesicherungen
Masse: max. 10,0 kg
Abmessungen: 470 mm x 120 mm x 350 mm

Festplattenmodule

Zwei Festplattenmodule (je 20 MByte) wurden in dämpfenden Schaumstoffverpackungen mit Stoffhüllen zur Raumstation MIR transportiert und erst dort in die Zenraleinheit eingebaut.

Masse: max. 1,5 kg
Abmessungen: 140 mm x 200 mm x 330 mm

Der Gesamtleistungsverbrauch von DATAMIR betrug max. 80W.

Zur Erhöhung der Redundanz wurde ein Satz DATAMIR - Ersatzteile bestehend aus folgenden Komponenten in den Lieferumfang aufgenommen:
  • Videokarte
  • Analog / Digitalwandlerkarte
  • Serielle Schnittstellenkarte
  • Parallele Schnittstellenkarte
  • Prozessorplatine
  • Streamer / Floppy-Disk - Einheit
  • Schmelzsicherungen 6,3 A (10 Stück)
Diese Ersatzplatinen wurden einzeln in antistatische Foliensäcke und gemeinsam in eine Stoffhülle verpackt.

Masse: max. 4,9 kg
Abmessungen: 320 mm x 320 mm x 200 mm

Dem Ersatzteilsatz wurde ein zusätzliches Festplattenmodul mit Transportverpackung beigefügt.

Masse: max. 1,5 kg
Abmessungen: 140 mm x 200 mm x 330 mm

Der Transport der Ersatzteile zur Raumstation MIR erfolgte für das Projekt AUSTROMIR gemeinsam mit der Apparatur DATAMIR im Lastentransporter Progress M-9. Für das Projekt RLF wurden weitere Ersatzteile, Streamerkassetten und neue Software mit Sojus TM-18, Sojus TM-19 und Sojus TM-20 zur Raumstation MIR gebracht.

Retourlast
  • 20 Streamerkassetten in schaumstoffgedämpften Stoffhüllen (Sojus TM-18)
  • 13 Streamerkassetten in schaumstoffgedämpften Stoffhüllen (Sojus TM-19)
  • 10 Streamerkassetten in schaumstoffgedämpften Stoffhüllen (Sojus TM-20)
Masse: max. 750 g
Abmessungen: 117 mm x 107 mm x 87 mm

Experimentatoren

o.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. DDr. Willibald Riedler (Institutsvorstand)
Dr. Manfred Steller (Projektverantwortlicher)
Dipl.-Ing. Paul Willière
Dipl.-Ing. Christian Wagner
alle: Institut für Angewandte Systemtechnik, Forschungsgesellschaft Joanneum Ges.m.b.H, Graz

Dipl.-Ing. Jörg Schneider
alle: Firma NOVA AEROSPACE

V. Kosharinov
alle: IMBP (Institut für Biomedizinische Probleme), Moskau