Helmholtz-Gemeinschaft
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Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

Mobilität, Information, Kommunikation, Ressourcenmanagement sowie Umwelt und Sicherheit sind entscheidende Faktoren für die ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Entwicklung einer modernen Volkswirtschaft.

Aufgabe

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsbereichs Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr greifen in den Bereichen Mobilität, Information, Kommunikation, Ressourcenmanagement sowie Umwelt und Sicherheit die Herausforderungen unserer Gesellschaft auf.

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Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal in Braunschweig. Bild: DLR

Die Forscher des Forschungsbereichs Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr erarbeiten Konzepte und Problemlösungen und beraten politische Entscheidungsträger. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt und als Deutsche Raumfahrtagentur im Auftrag der Bundesregierung für die Forschung im Rahmen des nationalen Raumfahrtprogramms und die Beiträge zur Europäischen Weltraumorganisation ESA zuständig.


Die Helmholtz-Allianz DLR@UNI setzt einen Rahmen für inhaltlich geprägte Partnerschaften zwischen ausgewählten DLR-Standorten im Bundesgebiet und den Universitäten. Zugleich kooperiert das DLR eng mit weiteren Forschungszentren in der Helmholtz-Gemeinschaft, insbesondere in den beiden Forschungsbereichen Energie sowie Erde und Umwelt.


Ein Beispiel für die Kooperation mit der Wirtschaft ist das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie finanzierte Projekt TAMS, bei dem das DLR mit Siemens und mittelständischen Partnern nachgewiesen hat, wie an Flughäfen durch die Vernetzung von bland- und luftseitigen Systemen Kosten, Wartezeiten, Schadstoffausstoß und Lärmemissionen reduziert werden können. Enge Zusammenarbeit mit der Wirtschaft war auch gefragt beim Projekt e-City-Logistik, das im Rahmen der Modellregion Berlin-Brandenburg DHL und die Spedition Meyer & Meyer beim Piloteinsatz von Elektrofahrzeugen im innerstädtischen Lieferdienst begleitete.

Ausblick

Neben der evolutionären Verfolgung der bisherigen Forschungsthemen werden Forschungsvorhaben zur Simulation von Flugzeugen, zur nächsten Generation von Bahnfahrzeugen und zur Entwicklung von Robotern in Kooperation mit der Industrie durchgeführt. Mitte 2011 gründete das DLR einen internen Forschungsverbund Maritime Sicherheit, um Forschungsaktivitäten verschiedener DLR-Institute zu bündeln und auszubauen. Ein positiv bewerteter Portfolioantrag mit dem Titel „F&E und Echtzeitdienste für die maritime Sicherheit“ untermauert die entsprechenden Aktivitäten, die mit dem Forschungszentrum Jülich und dem Karlsruher Institut für Technologie abgestimmt werden.

Forschungsprogramme


Luftfahrt

Ziele der DLR-Luftfahrtforschung sind eine gesteigerte Leistungsfähigkeit des Lufttransportsystems, eine höhere Wirtschaftlichkeit, die Reduktion von Fluglärm und schädlichen Emissionen, eine höhere Attraktivität für Passagiere und eine größere Sicherheit.

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Raumfahrt

Forschungsthemen sind Erdbeobachtung, Kommunikation und Navigation, Erforschung des Weltraums, Forschung unter Weltraumbedingungen, Raumtransport, Technik für Raumfahrtsysteme und Robotik.

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Verkehr

Im Programm Verkehr gilt es, ein modernes Verkehrssystem für Menschen und Güter zu gestalten, das sowohl unter wirtschaftlichen als auch unter ökologischen und gesellschaftlichen Gesichtspunkten auf Dauer tragfähig ist.

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Die Programmstruktur in der Förderperiode 2014-2018

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das einzige Zentrum im Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen und kooperieren in drei Programmen:

Forschungsprogramme


Luftfahrt

In der DLR-Luftfahrtforschung arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Lufttransportsystems zu steigern, Fluglärm und schädliche Emissionen zu reduzieren und die Sicherheit zu garantieren.

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Raumfahrt

Im Helmholtz-Programm Raumfahrt beobachten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Erdsystem, seine Prozesse und Veränderungen, sie explorieren das Sonnensystem, sie erforschen lebenswissenschaftliche und materialwissenschaftliche Zusammenhänge unter den besonderen Bedingungen des Weltraum.

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Verkehr

Das Programm Verkehr orientiert sich an drei übergeordneten Zielen: Mobilität sichern, Umwelt und Ressourcen schonen, Sicherheit erhöhen. Um diese Ziele zu erreichen, entwickelt das DLR Lösungsansätze für bodengebundene Fahrzeuge, Verkehrsmanagement und das Verkehrssystem. 

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Beteiligte Helmholtz-Zentren

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ist das einzige Zentrum im Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr. Prägend für ihre Arbeit ist die thematische und organisatorische Integration unter dem Dach des DLR. Forscherinnen und Forscher in allen drei Programmen können so direkt auf gemeinsam benötigte Kernkompetenzen zugreifen. Beispiele hierfür sind Aerodynamik, Strukturen und Materialien, Kommunikation, Navigation und Mechatronik. Synergien werden darüber hinaus an den Schnittstellen von Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr genutzt, etwa bei der luft- und raumgestützten Fernerkundung.

Einblicke in den Forschungsbereich Luftfahr, Raumfahrt und Verkehr

Hier stellen wir Ihnen aktuelle Forschungsprojekte von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Helmholtz-Zentren vor.

Europas Kometenjäger geht der Entstehung des Lebens auf den Grund

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Erste Kometenlandung: Am 12. November
2014 setzte die Weltraumsonde Rosetta die Lande-Einheit Philae auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko
ab. Dort sammelte er Daten über den Himmelskörper. Bild: ESA-C. Carreau/ATG medialab

Kaum ein wissenschaftliches Großprojekt hielt in den letzten Monaten die Welt so in Atem wie die europäische Mission Rosetta. Sie untersucht einen der ältesten und ursprünglichsten Himmelskörper, den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Die Mission besteht aus einem Orbiter und der Landeeinheit Philae. Das DLR baute wesentliche Teile des Landers und der Instrumente, es hat die Projektleitung für Philae inne und betreibt das Lander-Kontrollzentrum. DLR-Wissenschaftler bereiteten die schwierige und bisher noch nie gewagte Landung auf einem Kometen vor und führten sie in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA durch. Das DLR-Institut für Planetenforschung ist für drei Instrumente auf dem Lander verantwortlich. Deren Messungen sollen Aufschluss über die Entstehung unseres Sonnensystems geben. Seinen Anfang hatte die Reise bereits vor zehn Jahren genommen, am 2. März 2004. Auf ihrem Weg führte das Mutterschiff mehrere komplexe Flugmanöver durch (dreimal an der Erde und einmal am Mars vorbei), die ihm ausreichend Schwung für den langen Weg gaben. Im Juli 2011 war Rosetta in den Ruhemodus versetzt worden, weil in einer Entfernung von fast 800 Millionen Kilometern zur Sonne die Solarzellen nicht mehr ausreichend Strom für wichtige Funktionen erzeugen konnten. Am 20. Januar 2014 wurde Rosetta erfolgreich geweckt, um im August 2014 in eine Umlaufbahn um den Kometen einzuschwenken und erste Messungen vorzunehmen. Dabei hat sie den uneben geformten Himmelskörper kartiert und nach einer geeigneten Landestelle gesucht. Am 12. November trennte sich das Landegerät Philae vom Mutterschiff, um auf dem Kometen aufzusetzen. Nach dem ersten Bodenkontakt prallte Philae allerdings wieder von der Kometenoberfläche ab, da die Harpunen zur Verankerung nicht ausgelöst wurden. Nach drei Hüpfern blieb der Lander schließlich an zunächst unbekannter Position stehen. Er konnte seine Messungen zwar beginnen, doch da er an einer schattigen Stelle stand, produzierten die Sonnenkollektoren nicht so viel Energie wie erhofft. Am 15. November ging er erneut in den Schlafmodus. Groß war die Erleichterung, als sich Philae am 13. Juni 2015 von seinem schattigen Landeplatz betriebsbereit zurückmeldete und die ersten Daten zur Erde sandte. Philae und Rosetta begleiten nun zunächst den Schweifstern auf seinem Weg zu seinem sonnennächsten Punkt im August 2015. Dann, so hoffen die Wissenschaftler, werden sie mehr über den Ursprung des Lebens erfahren, vor allem, wenn es gelingen sollte, in Gas-Chromatogrammen Aminosäuren nachzuweisen.


Mit Hochdruck gegen Fluglärm

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Einlass der Luftberuhigungskammer im DLR-Turbinenprüfstand mit der kreisförmig angeordneten Mikrofonantenne. Bild: DLR (CC-BY 3.0)

In ein Flugzeugtriebwerk eingeblasene Druckluft vermag den Lärm des Rotors deutlich zu senken. DLR-Forscher entwickelten ein Verfahren, das über mehrere mit Löchern versehene Ringe hinter dem Rotor Luft einbläst. Dadurch werden Wechselkräfte auf den Leitschaufeln hinter dem Hauptrotor angeregt, die bei genau eingestellter Luftzufuhr einen Gegenschall erzeugen. So gelang es weltweit erstmals, die Lautstärkewahrnehmung des besonders störenden Rotor-Stator-Tons zu halbieren.


Klimaforschung über Brasiliens Regenwald

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HALO mit seinem Nasenmast vor einer Gewitterwolke. Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Gewitterwolken über dem Regenwald beeinflussen das Klima. Das vom DLR betriebene Forschungsflugzeug HALO führte im Herbst 2014 eine Messkampagne im brasilianischen Amazonasgebiet durch. Im Gemeinschaftsauftrag deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen erfasste HALO Daten, die Aufschluss darüber geben werden, wie Spurenstoffe durch hochreichende Wolken nach oben transportiert werden und wie Brandrodungen die Wolkeneigenschaften und den Niederschlag beeinflussen. Die DLR-Forscher waren mit Spurengas-, Aerosol- und Eispartikelmessungen beteiligt.


Kontrollfahrt mit kleinem Gepäck

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DLR-Forscher haben eine Software zur Vermessung des Schienennetzes entwickelt,
deren Messgeräte in einen kleinen Koffer passen. Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Deutschlands Schienennetz muss regelmäßig überprüft werden. Für die Messfahrten werden Strecken gesperrt. Das ist aufwendig und kostet die Bahn viel Geld. Verkehrsforscher des DLR packen die Messtechnik nun einfach in einen kleinen Koffer. Er kann – mit Mikrofon, Kamera und Sensoren ausgestattet – auf Regelzügen mitreisen und zum Beispiel Vibrationen erfassen oder den Lärmpegel aufzeichnen. Daraus ergeben sich mit deutlich reduziertem Aufwand Hinweise auf beschädigte Gleise. Außerdem passt die Software als App in ein Smartphone und kann Positionsdaten an den Server senden.


Das Watt in drei Dimensionen

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Sylt mit Radaraugen betrachtet, in diesem Fall mit denen des Satelliten TerraSAR-X. Bild: DLR

Gezeiten und raues Wetter unterwerfen das Wattenmeer stetem Wandel. Radarinterferometrie hilft, die Topografie trockenfallender Bereiche zu erfassen. Die Daten sind für die Beobachtung des empfindlichen Ökosystems ebenso bedeutsam wie für die Schifffahrt. Im Auftrag der Bundesanstalt für Gewässerkunde untersucht das DLR, wie das Watt mit Radar vom Flugzeug aus vermessen werden kann. Gegenüber Lasermessungen hat das den Vorteil, dass pro Überflug größere Flächen erfasst werden. Zudem sind Radarsensoren wetterunabhängig. Die Kartierung erfolgt so zehn- bis zwanzigmal schneller.


Pflaster für Kunststoffstrukturen

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Mithilfe einer mobilen Reparaturstation lassen sich Strukturen aus faserverstärkten Kunststoffen schnell und effizient flicken. Bild: DLR/Frank Eppler

Ein Reparaturkonzept für Strukturen aus faserverstärktem Kunststoff könnte diese für Flugzeug- und Automobilbau wettbewerbsfähig machen. Es sieht vor, die Schadstelle per Laser abzutragen und sie mit einem mittels Induktion erwärmten Blech für eine Art Pflaster vorzubereiten. Der Patch könnte dann unter Druck und Temperatur aufgepresst werden. Bisher bedeutet ein Schaden an einer Kunststoffstruktur deren kompletten Ersatz. Auf der internationalen Leichtbaumesse JEC in Houston (USA) wurde das Konzept als eine der besten Innovationen ausgezeichnet.


Virtueller Flug über den Zwergplaneten Ceres

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Die Oberfläche des Zwergplaneten,
aufgenommen am 23. Mai 2015 von Bord
der Raumsonde Dawn aus 5100 Kilometern Entfernung. Die Auflösung beträgt 480 Meter pro Pixel. Bild: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Die DLR-Planetenforscher haben am 6. Juni 2015 einen ersten filmischen Überflug über den eisigen Zwergplaneten Ceres veröffentlicht. Er stammt aus 80 Aufnahmen des Zwergplaneten von Bord der amerikanischen Dawn- Sonde. Der virtuelle Flug in mehr als 335 Millionen Kilometer Entfernung von der Erde geht über Kraterlandschaften, helle Flecken und ausgedehnte Ebenen. Basis für den Film war ein dreidimensionales Geländemodell, das im Verlauf der Mission verfeinert wird. Auch die kartographische Vermessung von Ceres erfolgt durch das DLR.

Kontakt

Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund

Forschungsbereichskoordinatorin Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt


51147 Köln

Telefon: +49 2203 601-4201
Fax: +49 2203 64190
pascale.ehrenfreund (at) dlr.de
www.dlr.de


Olaf Kranz

Forschungsbereichsbeauftragter Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

Helmholtz-Gemeinschaft

Telefon: +49 30 206329-31
olaf.kranz (at) helmholtz.de


05.02.2016