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.

Einblicke in den Forschungsbereich Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr

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

Weltrekord in der Datenübertragung per Laser

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben einen neuen Rekord in der Datenübertragung per Laser aufgestellt: 1,72 Terabit pro Sekunde über eine Freiraumdistanz von 10,45 Kilometer – dies entspricht einer Übertragung von 45 DVDs pro Sekunde. Damit könnten weite Teile der heute noch unterversorgten ländlichen Gebiete Westeuropas mit Breitbandinternet versorgt werden. In dicht besiedelten Regionen bieten Glasfaserverbindungen und andere terrestrische Systeme bereits hohe Übertragungsgeschwindigkeiten. Doch außerhalb der Ballungszentren sind diese nicht gegeben. Dort wäre eine breitbandige Versorgung über geostationäre Satelliten ein Lösungsbeitrag zur Urbanisierung.

Hier setzten die Wissenschaftler an und entwickelten im Rahmen des DLR-Projekts THRUST (Terabit-throughput optical satellite system technology) eine neuartige Übertragungstechnologie für Kommunikationssatelliten der nächsten Generation. Die Idee von THRUST: Die Satelliten sollen über eine Laserverbindung an das terrestrische Internet angebunden werden. Dabei wird ein Datendurchsatz jenseits von einem Terabit pro Sekunde angestrebt. Die Kommunikation mit den Nutzern erfolgt dann im Ka-Band, einer üblichen Funkfrequenz der Satellitenkommunikation. Mit dem Rekord konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Vision einer optischen drahtlosen Datenübertragung im Terabit-Bereich machbar ist.

Bei den Versuchen kam ein für höchste Datenraten geeignetes Glasfaserübertragungssystem des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts zum Einsatz, das bei Wellenlängen rund um 1.550 Nanometer operiert. Dieses wurde in das am DLR neu entwickelte Freistrahlübertragungssystem integriert. Nach dem erfolgreichen Weltrekord gilt das Hauptaugenmerk der DLR-Wissenschaftler nun der Stabilität der optischen Verbindung. Denn schon kurze Unterbrechungen der Verbindung von lediglich zehn Millisekunden führen bereits zum Verlust von mehreren Gigabit an Daten. In einer nächsten Phase werden die Wissenschaftler daher Messungen durchführen, um die Wirkung der Atmosphäre auf die Signalgenauigkeit besser zu verstehen und langfristig eine stabile Laserkommunikation zum Satelliten zu ermöglichen.

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Testfeld für automatisiertes Fahren

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Auf 280 Straßenkilometern Niedersachsens werden künftig neue Fahrerassistenzsysteme sowie das automatisierte und vernetzte Fahren erprobt. Das Land Niedersachsen und das DLR investieren in den Aufbau des Testfeldes gemeinsam fünf Millionen Euro. Nach einer hochgenauen Kartografierung der Strecke werden dann Geräte installiert, mit denen Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Technologien (Car2X) weiterentwickelt werden. So lassen sich Funktionen zum kooperativen Spurwechsel erarbeiten oder Stauwarner in Fahrzeuge bringen.

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Auf Empfang im ewigen Eis

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Auf der Antarktischen Halbinsel empfängt und sendet seit 25 Jahren die StationGARS O’Higgins (German Antarctic Receiving Station) des DLR Daten von und Kommandos zu Satelliten. Nun wird sie mit 2,5 Millionen Euro modernisiert. Die Station ist unter anderem für die Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X im Einsatz. Allein für das globale 3D-Höhenmodell der Erde empfing sie mehr als ein Drittel aller Daten. Für den in einer Helmholtz-Allianz geplanten Missionsvorschlag Tandem-L wären die Datenmengen deutlich höher.

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Nächste Güterzug-Generation

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Mit „NGT CARGO“ entwickelten DLR-Bahnforscher ein innovatives und ganzheitliches Konzept für den Schienengüterverkehr. Die automatisch fahrenden Güterzüge werden je nach Bedarf aus Einzelwagen und Triebköpfen zusammengestellt. So können die verschiedensten Güter flexibel, ressourcenschonend, schnell und zuverlässig befördert werden. Die intelligenten Einzelwagen verfügen über einen eigenen elektrischen Antrieb und können automatisch und autonom die letzten Kilometer zum Kunden fahren.

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Leiser landen

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Für leise Landeanflüge entwickelten DLR-Wissenschaftler das Pilotenassistenzsystem LNAS (Low Noise Augmentation System). Beim lärmarmen Anflug muss das Flugzeug auf einem gleichbleibend niedrigen Schubniveau geflogen werden. LNAS zeigt dem Piloten das ideale vertikale Anflugprofil. Dabei werden die optimalen Zeitpunkte markiert, an denen der Pilot die Landeklappen setzen oder das Fahrwerk ausfahren soll. Bei Testflügen erprobte das DLR das System gemeinsam mit dem Umwelt- und Nachbarschaftshaus Kelsterbach in Frankfurt.

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Mit Buckeln effizienter

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Die Buckelwal-Flosse mit ihren ausgeprägten Beulen an den Vorderkanten stand DLR-Forschern Pate für neue Hubschrauberflügel. Sie abstrahierten das dahinterliegende physikalische Wirkprinzip zu einer technischen Lösung für die passive Kontrolle des Dynamic Stall, also des Abrisses der Luftströmung, der die Leistung von Flugzeugen oder Hubschraubern verringert. Die Anwendung zur Strömungsbeeinflussung an Windenergieanlagen wurde mit dem Innovationspreis des Landkreises Göttingen belohnt.

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Mondmission auf dem Ätna

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Die Tiefsee und Himmelskörper stellen Forscher vor ähnliche Herausforderungen: Die eingesetzten Rover müssen in schwer zugänglichen Gebieten autonom arbeiten. Im Projekt „Robex“ (Robotische Exploration unter Extrembedingungen) haben sich in einer Helmholtz-Allianz unter Koordination des AWI 16 Partner aus Forschungseinrichtungen, Universitäten und der Wirtschaft zusammengeschlossen, um entsprechende Technologien zu entwickeln. Das DLR hat Experimente  auf dem Ätna in Sizilien durchgeführt – und dafür Instrumente für seismische Messungen von einem Rover in der mondähnlichen Landschaft aussetzen lassen.

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ROBEX

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Kontakt

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    • Prof. Dr. Pascale Ehrenfreund
    • Forschungsbereichskoordinatorin Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
      Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt