Möglichkeiten der Entwurfsoptimierung von Raumfahrtmissionen unter Anwendung Evolutionärer Algorithmen

Die Entwurfsoptimierung (EO) ist ein neuer Ansatz für die Konzept- und Entwurfsphase von Raumfahrtmissionen. Über die Anwendung einfacher aber systemübergreifender Modelle erlaubt die EO Aussagen über die Leistungsfähigkeit verschiedener möglicher Konzepte zur Erfüllung der Missionszielstellung. Der erste Teil der Arbeit stellt die EO in einen Kontext zu anderen Verfahren und zeigt die Potenziale vorgeschlagener EO-Konzepte auf. Darauf aufbauend wird ein Konzept für eine EO von Raumfahrtmission abgeleitet. Als Optimierungsverfahren werden Evolutionäre Algorithmen verwendet, für den Modellaufbau Entwurfsgrammatiken vorgestellt. Der entworfene Prozess wird am Beispiel der Zeitplanung für die Verwendung der Nutzlasten einer Mondmission demonstriert. Ein zweites Beispiel befasst sich mit der Auslegung einer Asteroidenmission. Jeweils werden die Ergebnisse eines manuellen Entwurfs mit denen der EO verglichen. In den betrachteten Beispielen stellt die EO mit vertretbarem Aufwand einen Mehrwert an Informationen für die Entscheidungsfindung bereit.