Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr in der Förderperiode 2009 - 2013

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr forschen und kooperieren in drei Programmen:

• Luftfahrt
• Raumfahrt
• 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.

Die Programme

Das Programm 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. Diese Ziele werden auch im Rahmen der europäischen Zusammenarbeit im Netzwerk EREA angestrebt. Dazu verfügt das DLR über besonders ausgerüstete Forschungsflugzeuge wie Falcon, ATRA und ist Halter des gemeinsam von mehreren Helmholtz-Zentren und weiteren Partnern genutzen Atmosphärenflugzeugs HALO.

Im Programm Luftfahrt ist die Vernetzung mit europäischen Partnern stark ausgeprägt, insbesondere mit den französischen und niederländischen Partnerorganisationen ONERA und NLR. Im Vordergrund stehen die Weiterentwicklung von Transportflugzeugen in Zusammenarbeit mit ONERA, Verbesserungen in der Flugführungstechnologie in Kooperation mit NLR und die Erweiterung des DLR-NLR-Windkanalverbundes um die ONERA-Windkanäle. In der Kooperation DLR/ONERA Aircraft Research sind die Arbeiten an Starrflügelflugzeugen gebündelt.

Bei der Hubschrauber-Forschung in der Kooperation DLR/ONERA Rotorcraft Research geht es insbesondere darum, auch bei schwierigen Wetterbedingungen einen sicheren Flugbetrieb zu ermöglichen, den Einsatzbereich zu erweitern und die Umweltverträglichkeit dieses Flugverkehrssystems zu verbessern.

Ein weiteres Thema ist der effiziente und umweltfreundliche Antrieb. Hier geht es darum, alle Komponenten von Strahltriebwerken gleichermaßen zu optimieren. Es werden dabei auch neue Konzepte für Strahltriebwerke untersucht, also Mantelstromtriebwerke mit sehr hohem Nebenstromverhältnis und nicht ummantelte Triebwerke.

Die Forschung zum Programmthema „ATM und Flugbetrieb“ konzentriert sich auf das Gebiet des Air Traffic Managements, vor allem für den Flughafennahbereich, aber in besonderem Maße auch auf Umweltfragen beim Betrieb. Neben dem Lärm ist dabei in letzter Zeit vor allem der Aspekt der Klimaverträglichkeit des Luftverkehrs in den Vordergrund gerückt.

Das Programm Raumfahrt

Raumfahrt in Deutschland bedeutet Forschung und Entwicklung zum direkten Nutzen für den Menschen und Inspiration für die Zukunft zugleich. 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 Weltraums, sie entwickeln aber die Raumfahrt auch weiter, erarbeiten technische Lösungen für Satelliten-Kommunikation und -Navigation, für Transporter und Landegeräte und bereiten konkrete Missionen vor. All dies geschieht in Kooperation mit Partnern aus Industrie, Forschungseinrichtungen, Universitäten, Ämtern und staatlichen Einrichtungen. Damit stellt das Helmholtz-Programm Raumfahrt ein zentrales Bindeglied zwischen allen an der Raumfahrt beteiligten Akteuren dar.

In den nächsten Jahren stehen in der Erdbeobachtung Forschung und Entwicklung für innovative Radar-, Lidar- und optische Technologien, moderne Auswerteverfahren und die Entwicklung höherwertiger Produkte auf dem Programm. In der Satellitenkommunikation soll der breitere Einsatz von optischen Verbindungen bis hin zur Schaffung eines satellitenbasierten Terrabits-Transport- und Verteilnetzes erforscht und entwickelt werden. Bei der Satellitennavigation stehen der Aufbau von Galileo und die Entwicklung von neuen Anwendungen im Vordergrund.

In der Erforschung des Weltraums werden in den nächsten Jahren Missionen zu anderen Körpern im Sonnensystem durchgeführt und vorbereitet, wobei die Suche nach Leben und die Frage nach der Habitabilität von Planeten im Vordergrund stehen. In der Forschung unter Weltraumbedingungen werden sämtliche Infrastrukturen – Parabelflüge, Höhenforschungsraketen und insbesondere die Internationale Raumstation – genutzt, um grundlegende Erkenntnisse in den Lebenswissenschaften und Materialwissenschaften zu erweitern bzw. zu überprüfen.

Zur Sicherstellung eines wirtschaftlichen Raumtransports werden Schlüsseltechnologien erforscht sowie Technologien für orbitale und planetare Missionen entwickelt und validiert. In der Weltraumrobotik werden sowohl Technologien für das „On-Orbit-Servicing“ vorbereitet als auch robotische Systeme für Explorationsmissionen entworfen.

Das Programm Verkehr

Das derzeit existierende Verkehrssystem ist in weiten Teilen überlastet und hat immer größere Schwierigkeiten, den steigenden Verkehr aufzunehmen. Diese chronische Überbeanspruchung gefährdet perspektivisch die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Wirtschaft. Das hohe Verkehrsaufkommen belastet aber auch die Umwelt, mindert die Lebensqualität der Menschen und geht mit spürbaren Unfallrisiken einher. Das Programm Verkehr orientiert sich deshalb 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. Dabei werden spezifische Verkehrsexpertisen mit vorhandenen Kompetenzen aus Luft- und Raumfahrt sowie Energie verknüpft.

Zentrale Themen bei der Entwicklung von Straßen- und Schienenfahrzeugen der nächsten Generation sind die Optimierung von Fahrzeugstrukturen und Energiesystemen, die Verminderung von Fahrwiderständen und Verschleiß, die Erhöhung des Komforts und zugleich die Reduzierung der negativen Umweltwirkungen. Individualisierte Assistenzsysteme stehen im Fokus, wenn es darum geht, die Sicherheit weiter zu erhöhen und Verkehrsteilnehmer situationsbezogen zu unterstützen.

Neuartige Lösungen zum Straßen- und Schienenverkehrs- sowie Flughafenmanagement tragen dazu bei, Effektivität und Effizienz der Infrastrukturnutzung zu verbessern. Spezielle Verkehrsmanagement-Informationen und maßgeschneiderte Entscheidungshilfen greifen die Bedürfnisse von Einsatzkräften bei Großereignissen und Katastrophen auf. Neue Wege bei der Untersuchung des Verkehrssystems werden mit der integralen Betrachtung von Verkehrsentwicklung und Umweltwirkungen beschritten.

Ausblick

Für die nächsten Jahre werden neben der evolutionären Verfolgung der bisherigen Forschungsthemen die multidisziplinäre, numerische Simulation von Flugzeugen, die Entwicklung der nächsten Generation von Bahnfahrzeugen und die Entwicklung von Wiedereintrittstechnologien für die Raumfahrt verstärkt. Diese drei Themen eröffnen dem DLR wegweisende Technologien, die zusammen mit der Industrie zu neuen Anwendungen führen werden.