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.

Messflüge für die Klimaforschung

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Mit den Forschungsflugzeugen HALO (High Altitude Long Range Research Aircraft) und Falcon flogen die Atmosphärenforscher vom nordschwedischen Kiruna aus koordinierte Messflüge.
Bild: DLR/Andreas Minikin (CC-BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Den Klimawandel und dessen Auswirkungen auf die polare Atmosphäre untersuchten DLR-Wissenschaftler gemeinsam mit Kollegen des KIT, des Forschungszentrums Jülich sowie weiteren nationalen und internationalen Partnern von Dezember 2015 bis März 2016 am Nordpolarkreis. Dazu nutzten sie eines der weltweit am besten ausgerüsteten Forschungsflugzeuge: die Gulfstream G 550 HALO (High Altitude Long Range Research Aircraft). Vom nordschwedischen Kiruna aus führten die Klimaforscher mit HALO während des gesamten arktischen Winters Messflüge durch, um bisher noch unzureichend verstandene Aspekte der Wolkenphysik in Polarregionen und des Spurenstofftransports zu untersuchen.

Besonders in der Tropopausenregion, der Übergangsschicht zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre in acht bis 16 Kilometer Höhe, hat Ozon eine starke Wirkung auf das Klima. Aufgrund des Anstiegs der Kohlendioxid-Emissionen nimmt die Temperatur am Boden und in der Troposphäre zu – in der Stratosphäre hingegen sinken die Temperaturen. Das kann besonders in der Arktis dazu führen, dass sich mehr polare Stratosphärenwolken bilden. Diese befördernden Abbau der schützenden Ozonschicht. Denn während sich im Frühjahr in der südlichen Hemisphäre regelmäßig über der Antarktis ein ausgedehntes Ozonloch bildet, ist der Ozonabbau in der arktischen Nordpolarregion normalerweise weniger stark ausgeprägt. Nicht so im Winter 2015/16: Das erhöhte Aufkommen von Stratosphärenwolken trug bereits Anfang März dazu bei, dass sich die Ozonschicht deutlich reduzierte.

Das Forschungsflugzeug HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Getragen wird HALO durch Beiträge des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Leibniz-Gemeinschaft, des Freistaates Bayern, des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des Forschungszentrums Jülich und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).


Autonomes Landen bei vollem Tempo

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Beim autonomen Landen muss das Flugsystem die beschleunigte Luftströmung oberhalb des Bodenfahrzeugs ausgleichen.
Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Ein unbemanntes, elektrisches, autonomes Luftfahrzeug landet mit 75 Kilometern pro Stunde sanft auf dem Dach eines fahrenden Autos: Wissenschaftler des DLR konnten erstmals die dafür entwickelte Technik erfolgreich vorführen. Das System ist für zivile Anwendungen in den Bereichen Fernerkundung und Kommunikation konzipiert. Es könnte auf ultraleichte Solarfl ugzeuge angewendet werden, um die Erdbeobachtung mit Satellitensystemen zu ergänzen. Durch das Weglassen der Landevorrichtung kann die verfügbare Nutzlast dieser Flugzeuge erheblich vergrößert werden.


Eu:CROPIS – frisches Gemüse im Weltall

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Test für Tomatenpflanzen: Durch Rotation wirken im Satelliteninneren unterschiedliche Anziehungskräfte.
Bild:DLR (CC-BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Für das Leben auf Mond oder Mars wären frische Lebensmittel im Speiseplan sehr willkommen. Mit der Mission Eu:CROPIS startet deshalb 2017 ein Satellit ins All, der zwei Gewächshäuser unter Mond- und Marsgravitation betreibt und testet. Dabei wird mit Hilfe des vom DLR entwickelten Filtersystems C.R.O.P. (Combined Regenerative Organic-food Production) künstlicher Urin zu einem Dünger für Tomatenpfl anzen umgewandelt. Ein zweites, auf Algen basierendes System sorgt für die Versorgung mit Sauerstoff und baut überschüssiges Ammoniak ab.


MASCOT – Landung auf einem Asteroiden

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Nur so groß wie ein Schuhkarton ist der Lander MASCOT. Er soll vier Ins trumente auf den Astroiden Ryugu bringen.
Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Seit dem 3. Dezember 2014 ist der Asteroidenlander MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) nun schon auf dem Weg zum Asteroiden Ryugu (1999 JU3). An Bord der japanischen Sonde Hayabusa2 soll er 2018 sein Ziel erreichen und auf der Asteroidenoberfl äche aufsetzen. Er verfügt über insgesamt vier Messinstrumente: ein Radiometer, eine Kamera, ein Spektrometer sowie ein Magnetometer. Erstmals sollen an mehreren Stellen auf einem Asteroiden Daten erfasst werden. Dazu wird MASCOT mit einem Schwungarm in seinem Inneren von einem Ort zum anderen hüpfen.


Structural health monitoring ermöglicht Detektion von Schäden in Flugzeugbauteilen

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Türumgebungsstruktur in einer Rumpfschale mit integriertem Structural Health Monitoring Netzwerk.
Bild: DLR (CC BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Damit Flugzeuge leichter, komfortabler und sparsamer werden, kommen zunehmend Materialien aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) zum Einsatz. Um diese Flugzeuge auch noch sicherer zu machen und die Wartung zu erleichtern, hat das DLR ein großes Flugzeugbauteil aus CFK entwickelt und gebaut. Dieses kann dank eingebauter Sensoren ähnlich eines Nervennetzwerks Auskunft über die Größe und den Ort einer Beschädigung geben. Der Vorteil: Das defekte Teil muss zukünftig nicht mehr ausgebaut und aufwändig untersucht werden. Das vereinfacht Wartung und Instandsetzung.


Schneller am Ziel durch Virtuelles koppeln

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Momentaufnahme eines Überhol-Manövers bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 230 Kilometern pro Stunde.
Bild: DLR/(CC-BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Wenn man Züge nicht physisch, sondern über einen drahtlosen Kommunikationslink verbindet, sprechen Experten vom dynamischen Flügeln. Der Vorteil ist, dass Passagiere ohne umzusteigen ihr Ziel in kürzerer Zeit erreichen können. Zudem kann durch dieses Verfahren, die Kapazität der Strecken erhöht werden, ohne dass Änderungen an der Gleis-Infrastruktur vorgenommen werden müssen. Tests dazu führten DLR-Forscher im April 2016 an zwei Frecciarossa Hochgeschwindigkeitszügen von Trenitalia durch. Mehrere Nächte lang testeten sie auf der Strecke zwischen Neapel und Rom die Kommunikation zwischen zwei Zügen mit gerichteten Antennen an der Spitze des Zuges.


Regenwald unterm Radar

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Die zweimotorige Turbopropeller-Maschine Do 228-212 eignet sich durch ihre rechteckige Kabine und die großen Öffnungen im Boden besonders gut zur Installation von speziellen Kameraund Radarsystemen.
Bild: DLR (CC BY 3.0)

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Im Februar 2016 flogen DLR-Wissenschaftler im zentralafrikanischen Gabun zahlreiche Messflüge, um den Zustand des Regenwalds zu bestimmen. Dabei setzten sie hochmoderne Radartechnologie ein. Die gewonnenen Daten helfen dabei, Klimamodelle zu verbessern und die Erderwärmung genauer zu verstehen. Die Kampagne wurde in Kooperation mit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA sowie den Raumfahrtorganisationen Frankreichs, Gabuns und der USA durchgeführt.

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


16.01.2017