Raumfahrt - Dem Leben im All und Erdveränderungen auf der Spur

Wir wollen helfen, unser Leben auf unserem Heimatplaneten zu bewahren und gleichzeitig verstehen, wie sich Leben eigentlich entwickelt.

Die Erde verändert sich immer schneller – der fortschreitende, vom Menschen getriebene Klimawandel ist nur ein Beispiel dafür. Diese Veränderungsprozesse können aus dem Weltraum beobachtet werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sind eine wichtige Grundlage für politische Weichenstellungen. Spitzenleistungen in der Raumfahrtforschung sind aber auch wichtige Treiber technologischer Innovationen.

Forschungsschwerpunkte 

Mit seiner strategischen Forschung trägt Helmholtz dazu bei neues Grundlagenwissen zu schaffen und technologische Innovationen – etwa aus den Bereichen Data Science und künstliche Intelligenz - effizient in der Raumfahrt anzuwenden. Sieben Forschungsschwerpunkte stehen im Mittelpunkt:

• Der Bereich „Space Transportation“ schaut auf eine Schlüsseltechnologie – nämlich auf die Frage, wie man überhaupt ins All gelangt. Neue Raketentechnologien machen das Weltall als Forschungsraum immer besser zugänglich. Außerdem forschen wir an nachhaltigen Treibstoffen für Trägerraketen und nutzen umfangreiche Simulationen, um die Entwicklungszyklen der Raketen zu verkürzen und Produktionskosten zu senken.
• Weltweit geht der Trend zu kompakten, flexiblen Satelliten. Im Schwerpunkt „Space System Technology“ entwerfen wir eigene Kompaktsatelliten und führen eigene Satellitenmissionen durch. Dabei kommen modernste digitale Methoden zum Einsatz. Die Forschung soll auch dabei helfen, Weltraummüll aufzuspüren und Konzepte zur Entsorgung zu entwickeln.
• Der Forschungsschwerpunkt „Robotics“ untersucht die Einsatzbereiche von Robotern. Roboter sind universelle Maschinen und können bei der Montage von Raumstationen oder bei der Erkundung von Planeten unterstützen sowie Astronaut:innen im All assistieren. Robotische Systeme werden auch für den Einsatz auf der Erde, z.B. in der Produktion, Medizin oder zur humanitären Hilfe in Krisengebieten entwickelt.
• Jederzeit auf präzise Daten zugreifen zu können, gehört für jeden von uns zum Alltag: Sei es den Kontoauszug abzurufen, News-Updates auf das Handy zu bekommen oder das Navi im Auto zu nutzen. Der Forschungsschwerpunkt „Communication, Navigation and Quantum Technology“ beschäftigt sich mit diesen satellitengestützten Diensten. Wie können diese Technologien auch in ländliche Gebiete dieser Welt gelangen? Wie können sie noch sicherer werden? Optische Kommunikationssysteme spielen hier eine wichtige Rolle. Quantentechnologien versprechen enorme Leistungssprünge gegenüber herkömmlichen Systemen. Sie können noch präzisere Instrumente für Raumfahrtanwendungen ermöglichen und die Navigationssysteme von Morgen Realität werden lassen
• Im Forschungsschwerpunkt „Earth Observation“ beobachten wir die Veränderungen von Landoberflächen, Meeren und der Atmosphäre und entwickeln Maßnahmen zum Schutz von Umwelt und Klima. Indem wir Klimaveränderungen oder den Anstieg des Meeresspiegels beobachten, können wir beispielsweise Klimamodelle entscheidend verbessern. Erdbeobachtungssatelliten verschaffen bei akuten Katastrophen wie Erdbeben oder Hochwasser einen schnellen Überblick und bieten so wichtige Orientierungshilfe für Hilfsdienste vor Ort. Die Fernerkundung via Satellit ermöglicht zudem die Erstellung digitaler Karten der Erdoberfläche sowie die tägliche Wettervorhersage und sichert damit beispielsweise den Flug- und Schiffsverkehr.
• Naturwissenschaftliche Experimente auf der Erde sind immer irdischen Bedingungen unterworfen. Wie aber reagieren Stoffe oder auch der menschliche Körper, wenn diese Bedingungen nicht gelten? Mit der Gewinnung solcher „reinen“ Erkenntnisse beschäftigt sich der Forschungsschwerpunkt „Research under Space Conditions“ und entwickelt Anwendungen in den Materialwissenschaften oder auch Therapien in der Medizin.
• Der Bereich „Space Exploration“ geht dem Ursprung und der Entwicklung unseres Sonnensystems und anderer Planetensysteme auf den Grund. Dabei widmen sich unsere Forscher:innen Objekten in unseren und anderen Sonnensystemen. Mit mehr als ein Dutzend Missionen möchten wir in den nächsten Jahren ein neues Verständnis über die Ursprünge des Sonnensystems, des Lebens und über unsere „kosmischen Nachbarn“ gewinnen und so auch Erkenntnisse über unsere Erde.