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Raumfahrt für morgen – das
DLR Raumfahrtmanagement

Raumfahrt zieht Menschen seit jeher in ihren Bann: Zuletzt hat im Jahr 2014 die „Blue-Dot“-Mission des deutschen Astronauten Alexander Gerst Millionen Menschen nicht nur in Deutschland begeistert. Eine ähnliche Faszination hat die Mission Rosetta ausgelöst, bei der zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte eine Landesonde auf einem Kometen ­– 67P/Churyumov-Gerasimenko – aufsetzte. Missionen wie diese geben Antworten darauf, wie das Leben auf unsere Erde gekommen ist und ob es weiteres Leben im Universum gibt. Auch die Sorge um Umwelt- und Klimaveränderungen teilen Millionen von Menschen auf unserem Planeten. Andere wollen wissen: Wie können wir künftig noch besser und schneller Telekommunikations- oder Navigationsdienste nutzen?

Um diese und viele weitere Fragen zu beantworten, erstellt das Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Sitz in Bonn im Auftrag der Bundesregierung das deutsche Raumfahrtprogramm und setzt es um.
1,2 Milliarden Euro werden jährlich im Rahmen dieses Programms vor allem in Spitzenforschung und -technologie „made in Germany“ investiert. Das schafft auch Arbeitsplätze und Know-how in Deutschland.

Die Raumfahrt ist international eng vernetzt – wir arbeiten mit Partnern in Deutschland, Europa und auf der ganzen Welt zusammen. Dies geschieht im Rahmen des nationalen Raumfahrtprogramms und mit den deutschen Beiträgen für die Europäische Weltraumorganisation ESA und für die europäische Organisation zur Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT). Zudem ist das DLR Raumfahrtmanagement Ansprechpartner für Raumfahrtthemen der Europäischen Union – vor allem im neuen EU-Programm Horizont 2020.

Unser Hauptauftraggeber ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi). Vor allem bei Raumfahrtanwendungen arbeiten wir aber auch für andere Ministerien wie zum Beispiel das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVi) oder das Bundesministerium für Verteidigung (BMVg). Das Raumfahrtprogramm der Bundesregierung bietet Wirtschaft und Wissenschaft einen verlässlichen politischen Rahmen für eigenverantwortliches Planen und Handeln, was den effizienten Einsatz öffentlicher Gelder sichert. So trägt unsere Arbeit dazu bei, durch Raumfahrt die Welt von morgen zu gestalten.

Gründungsmitglied der ESA – europäische Raumfahrt mitgestalten

Mit dem Ziel, die internationale Kooperation in der Raumfahrt zu fördern, wurde am 30. Mai 1975 die ESA ins Leben gerufen. Deutschland ist Gründungsmitglied der Europäischen Weltraumorganisation ESA.

Um die deutschen Interessen bei internationalen Raumfahrtmissionen zu vertreten, erarbeitet das DLR Raumfahrtmanagement zusammen mit Vertretern aus Politik und Forschung passende Positionen und entsendet regelmäßig Delegierte zu Verhandlungen ins ESA-Hauptquartier nach Paris. Denn viele Projekte können nur dann umgesetzt werden, wenn mehrere Länder zusammenarbeiten. Nur so können die Internationale Raumstation ISS betrieben und große Missionen wie Rosetta ge­­startet werden. Dabei ist Deutschland zusammen mit Frank­reich der beitragsstärkste ESA-Partner.

Mittlerweile hat die ESA 22 Mitgliedsländer. Die Gestaltung und Stärkung der deutschen Beziehungen zu den übrigen Mitgliedsstaaten ist deshalb eine weitere zentrale Aufgabe, ebenso wie die europäische Industrie- und Technologiepolitik mitzugestalten. Denn welches Land in Europa Entwicklungsaufträge bekommt, wird innerhalb der ESA geregelt. Die ESA verfügt über ein Budget von rund 5,9 Milliarden Euro. Im Dezember 2014 zeichnete die deutsche Bundesregierung für die nächsten Jahre insgesamt rund 1,4 Milliarden Euro. Dieses Geld wird in neue Raumfahrttechnologien, -missionen und -forschung investiert.

Raumfahrt in der Europäischen Union – neue Chancen ergreifen

Die Europäische Union (EU) verstärkt ihre Aktivitäten in der Raumfahrt. Seit dem Inkrafttreten der Verträge von Lissabon am 1. Dezember 2009 nimmt die EU Aufgaben der europäischen Raumfahrt wahr. Zwei große Satellitensysteme werden derzeit im Auftrag der EU aufgebaut: das europäische Satelliten­navi­­gations­system Galileo und das Erdbeobachtungsprogramm Copernicus. Zusätzlich fördert die EU verstärkt Raumfahrt­forschung im Rahmen des Programms Horizont 2020.

Das DLR Raumfahrtmanagement hat eine Abteilung für EU-Angelegenheiten eingerichtet und entsendet Delegierte zu den verschiedenen EU-Gremien, die sich mit Raumfahrt befassen. Um kompetente Beratung in allen Fragen der EU-Raumfahrtpolitik anzubieten, werden alle verfügbaren Informationen über Raumfahrtaktivitäten der EU gesammelt und kommentiert. In der Nationalen Kontaktstelle (NKS) Raumfahrt informieren wir deutsche Firmen und Forschungseinrichtungen über die Ausschreibungen und Fördermöglichkeiten des EU-Forschungsprogramms Horizont 2020. Unternehmen oder Forschungseinrichtungen, die sich um Fördergelder aus dem Forschungsprogramm bewerben wollen, werden beraten und bei der Planung und Vorbereitung von Anträgen unterstützt.

Erdbeobachtung – unsere Erde mit anderen Augen sehen

Die Erde und ihre Ökosysteme aus dem All zu beobachten, verschafft uns einen besonderen Blickwinkel und lässt uns unseren Heimatplaneten mit anderen Augen sehen. Veränderungen von Landoberflächen, Meeren und der Atmosphäre werden erkennbar und Maßnahmen zum Schutz von Umwelt und Klima können entwickelt werden.

Ohne Erdbeobachtungssatelliten hätten wir diesen Überblick nicht. Die Fernerkundung via Satellit ermöglicht digitale Karten der Erdoberfläche und bringt uns die tägliche, immer präziser werdende Wettervorhersage direkt ins Wohnzimmer. Sie liefert Biotopkartierungen, hilft bei der Optimierung landwirtschaftlicher Subventionen und bei der Planung von Mobilfunksystemen. Erdbeobachtungsaufnahmen zeigen auch das Ausmaß einer Katastrophe wie Erdbeben oder Hochwasser und deren Brennpunkte. Die Satellitendaten unterstützen so Hilfsdienste vor Ort. Das DLR Raumfahrtmanagement fördert zudem Anwendungen und Technologie-Entwicklungen wie zum Beispiel das Spektrometer EnMAP oder das Radiometer METimage. Das DLR betreibt die Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X, die ein hochaufgelöstes 3-D-Höhenmodell der Erde erstellen. Der deutsch-französische Kleinsatellit MERLIN ist eine Klimamission, die das Treibhausgas Methan in der Erdatmosphäre beobachten soll.

Satellitenkommunikation – auf Informationen weltweit zugreifen

Egal ob Internet, Telefon oder Fernsehen – Informationen beherrschen unseren Alltag. Dabei werden immer mehr Daten rund um den Globus geschickt. Satellitenkommunikation leistet einen wichtigen Beitrag dazu, dass uns diese Informationen zuverlässig und weltweit erreichen. Mehr als 300 geostationäre Kommunikationssatelliten liefern Rundfunk- und Fernsehprogramme sowie multimediale Dienste rund um die Uhr über alle geografischen Grenzen hinweg. Entwicklungen wie HDTV und 3DTV machen den Weg für neue Märkte frei. Trotz der Konkurrenz von Glasfaserverbindungen und erdgebundenen Mobilfunknetzen wird die großflächige Verteilung von Informationen auch in Zukunft vorrangig über Kommunikationssatelliten laufen. Erdgebundene Technologien in den Bereichen Multimedia, mobile Kommunikation und mobiles Internet stützen sich auf Satellitentechnik. Satelliten halten die Daten- und Kommunikationsverbindungen unter anderem auch in Krisensituationen aufrecht: bei Naturkatastrophen, bei Missionen zur Friedenssicherung und im Rahmen der Inneren Sicherheit. Das Programm „Satellitenkommunikation“ deckt in Deutschland nahezu das gesamte Themengebiet ab. Im Vordergrund stehen neben der klassischen Hochfrequenztechnologie auch Entwicklungen für künftige globale Multimedia-Satellitensysteme und die Nutzung von hochleistungsfähigen, hochgenauen Lasern für die Datenübertragung, die eine neue, europäische „Datenautobahn im All“ (European Data Relay System – EDRS) möglich machen sollen. Zudem sind die Entwicklung eines neuen geostationären Satellitenbusses und der deutsche Technologiesatellit „Heinrich Hertz“, der 2019 starten soll, im Fokus.

Navigation – sicher und zuverlässig ans Ziel kommen

Satellitenbasierte Navigation bringt uns nicht nur sicher ans Ziel, sondern erleichtert unser Leben auch in vielen anderen Bereichen. Sie ist deshalb aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Neben der Raumfahrt wächst die Zahl von Anwendungsfeldern in der Luftfahrt, der Schifffahrt, dem Landverkehr, der Geodäsie, der Landwirtschaft und auch bei der Lebensrettung.

Satellitennavigation ist ein wichtiger Markt. Um alle Mög­lichkeiten dieses Marktes voll auszuschöpfen, stärken wir die deutsche Industrieposition im internationalen Wettbewerb und fördern kommerzielle Technologie-Entwicklungen. Ein Meilenstein ist hier das europäische Satellitennavigations­system Galileo. Die Kombination der neuen Galileo-Signale mit GPS erlaubt in naher Zukunft eine hochpräzise Orts- und Zeitbestimmung. Sie erhöht somit die Verfügbarkeit und die Verlässlichkeit der Satellitennavigation. Zukünftige Empfangsgeräte werden die Signale beider Systeme verarbeiten können und eine Navigation auch bei schlechten Empfangsbedingungen möglich machen. Das DLR Raumfahrtmanagement fördert die Entwicklung von neuen Anwendungen, spezifischen Diensten und zukünftigen Technologien für den Endgerätemarkt. Weiterhin beraten wir das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), das federführende Ressort für Satellitennavigation in Deutschland, unterstützen das Ministerium in EU-Gremien zum Thema Galileo sowie in den navigationsbezogenen Gremien der ESA.

Extraterrestrik – unser Universum verstehen

Unser Universum ist ein unerschöpfliches Labor, das spannende Aufgaben bereithält. Wissenschaftliche Weltraumexperimente und -missionen helfen uns, sowohl die Himmelskörper unseres Sonnensystems als auch weit entfernte Galaxien im Detail zu beobachten und zu untersuchen. Die Erforschung des Weltraums teilt sich in drei Schwerpunkte:

Astronomie und Astrophysik: Wissenschaftler benutzen Teleskope und Detektoren mit höchster Empfindlichkeit, um die Entstehung, Entwicklung und Struktur des Universums und seiner Objekte von den frühesten Anfängen her zu untersuchen.

Sonne und Planetensystem: An der Sonne können Forscher gleichsam „vor der Haustür“ astrophysikalische Abläufe untersuchen. Modelle für den Einfluss des Sonnenwinds auf das irdische Magnetfeld und die Erdatmosphäre lassen sich aus Satellitendaten ableiten. Raumsonden liefern Bilder und Daten, mit deren Hilfe wir die Planeten, Monde, Asteroiden und anderen Himmelskörper unseres Sonnensystems besser verstehen können.

Fundamentale Physik: Die besonderen Bedingungen des Weltraums wie Schwerelosigkeit und Erschütterungsfreiheit lassen in der Metrologie, Quantenoptik und Atomphysik höchstpräzise Messungen zu und eröffnen einen Zugang zu grundlegenden Fragen der modernen Physik.

Um die Phänomene des Weltalls zu erforschen, fördert das DLR Raumfahrtmanagement Missionen, die einen detaillierten Einblick in das Universum erlauben. Mit Raumsonden wie dem Orbitergespann Rosetta und Philae, Satellitenteleskopen wie Planck, Herschel und CoRoT sowie der fliegenden Sternwarte SOFIA blicken wir in die Tiefen des Alls, um seine verborgenen Rätsel zu entschlüsseln und das Universum besser zu verstehen.

Trägersysteme – sicher ins All starten

Ohne Raketen keine Raumfahrt. Erst Trägersysteme bringen Mensch und Material ins All und erlauben, den Weltraum wissenschaftlich zu erforschen und wirtschaftlich zu nutzen. Trägersysteme verbinden die Erde mit dem Orbit. Daher ist der Raumtransport das Fundament, auf dem alle weiteren Weltraumaktivitäten aufbauen.

Europa möchte in der Raumfahrt unabhängig sein. Eigene Trägerraketen sichern diese Souveränität und sind ein Kernelement der deutschen Raumfahrt. Seit dem Erststart an Heiligabend 1979 sichert die Ariane-Familie diesen uneingeschränkten und unabhängigen europäischen Zugang ins All. Das aktuelle Modell – die Ariane 5 – bringt seit dem Ende der Neunzigerjahre Nutzlasten zuverlässig und flexibel in verschiedene Orbits. In Zukunft soll die Ariane 6 die Wettbewerbsfähigkeit Europas stärken. Neben der Ariane befördern zwei weitere Trägersysteme Satelliten und andere Nutzlasten für Europa in den Weltraum: Seit dem Erststart im Oktober 2011 ergänzt das russische Trägersystem Sojus im mittleren Nutzlastbereich (8,6 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn; 1,4 Tonnen in den geostationären Orbit) den Schwerlastträger Ariane (mehr als 10 Tonnen). Seit Februar 2012 starten mit dem Kleinträger Vega leichtere Nutzlasten in den niedrigen Erdorbit. Daneben richtet sich der Blick nach vorn: Es geht darum, den europäischen Raumtransport von morgen noch flexibler und wettbewerbsfähiger zu machen.

Bemannte Raumfahrt, ISS und Exploration – Astronauten ins All bringen

Die Internationale Raumstation ISS ist das anspruchsvollste technisch-wissenschaftliche Projekt der Menschheit, an dem die USA, Russland, Japan, Kanada und Europa beteiligt sind. Deutschland ist der wichtigste europäische ISS-Partner. Als größter Beitragszahler finanziert die Bundesrepublik 37 Prozent der europäischen Infrastruktur und trägt maßgeblich zur wissenschaftlichen Nutzung der Raumstation bei.

Das DLR Raumfahrtmanagement steuert die deutschen Bei­träge zu den ISS-Programmen der ESA. Dies gilt für Aufbau, Betrieb und Nutzung der Station sowie die Umsetzung des deutschen Nutzungsprogramms. Hierzu gehören unter anderem das Forschungslabor Columbus, die bereits abgeschlossene Entwicklung des Raumfrachters Automated Transfer Vehicle (ATV), der Astronauteneinsatz, der Betrieb des Columbus-Kontrollzentrums, das Datenmanagementsystem für das russische ISS-Modul Zarya und der Roboterarm ERA für den russischen Teil der Station. Spitzenforschung aus Lebenswissenschaften, Astronomie, Materialforschung und Technologieerprobung sowie die industrielle und die kommerzielle Nutzung der ISS stehen im Fokus.

Im Rahmen der ESA-Mitgliedschaft betei­ligt sich Deutschland an der Explorationsmission ExoMars. Diese Mission soll ab 2016 die Marsoberfläche nach Spuren von Leben untersuchen und die geophysikalischen Eigenheiten des Planeten erkunden. Wir arbeiten gemeinsam mit internationalen Partnern an einer klaren Explorationsstrategie – einem Fahrplan, der vorgibt, wie Explorationsziele in unserem Sonnensystem erreicht werden können.

Raumfahrtsysteme und Robotik – mit Hightech das Weltall erforschen

Technologien entwickeln sich ständig weiter – auch in der Raumfahrt. Die Forschung in den Gebieten der Materialwissenschaften, der Informations- und Kommunikationstechnologie, der Sensorik und der Mechatronik nimmt erheblichen Einfluss auf die Raumfahrtsysteme von morgen.

Gemeinsam mit Nutzern und Anwendern erschließt das DLR Raumfahrtmanagement dieses Know-how. So entstehen neue Ideen, etwa für künftige Raumfahrzeuge und -satelliten nach dem Baukastenprinzip. Ersatzteile sollen dabei baugleich produziert und in „Weltraumlagern“ verstaut werden. Serviceroboter übernehmen dann die Reparatur. Damit kann Raumfahrt wartungsfreundlicher und billiger werden. Satelliten könnten so beispielsweise länger betrieben und Weltraumschrott vermieden werden. Auch 3-D-Druckverfahren werden für den Weltraum entwickelt. Das DLR Raumfahrtmanagement organisiert des Weiteren den DLR SpaceBot Cup – den einzigen Weltraumroboter-Wettbewerb in Deutschland. Hier treten Roboter auf einer fiktiven Planetenoberfläche gegeneinander an, um einen Hindernisparcours mit Explorationsszenarien möglichst selbstständig – also ohne menschliche Hilfe – zu meistern. Die Roboter werden ein Jahr vorher von Hochschulen, Universitätsinstituten und kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) entwickelt und gebaut. Das sind nur zwei Beispiele, wie Projekte von den Anfängen der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung der neuen Technologie begleitet und gefördert werden. Schwerpunkte liegen dabei in der Solarzellenentwicklung, bei elektrischen Antrieben und der Lageregelung von Satelliten sowie in der Automa­tion und Robotik.

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