Немецкий аэрокосмический центр ( нем . Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV , сокращенно DLR , буквально Немецкий центр по воздушным и космическим полетам ) — национальный центр аэрокосмических, энергетических и транспортных исследований Германии, основанный в 1969 году. Его штаб-квартира находится в Кельне, а 35 филиалов расположены по всей Германии. DLR занимается широким спектром научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектов в рамках национальных и международных партнерств. [2]
DLR действует как немецкое космическое агентство и отвечает за планирование и реализацию немецкой космической программы от имени немецкого федерального правительства . Как агентство по управлению проектами, DLR координирует и отвечает за техническую и организационную реализацию проектов, финансируемых рядом немецких федеральных министерств. По состоянию на 2020 год немецкий аэрокосмический центр имел национальный бюджет в размере 1,348 млрд евро. [2]
DLR насчитывает около 10 000 сотрудников в 30 местах в Германии. [ когда? ] Институты и учреждения распределены по 13 площадкам, а также имеют офисы в Брюсселе , Париже и Вашингтоне, округ Колумбия. DLR имеет бюджет в размере 1 млрд евро для покрытия собственных исследований, разработок и операций. Примерно 49% этой суммы поступает из конкурсно распределенных сторонних фондов (нем. Drittmittel ). В дополнение к этому, DLR управляет примерно 860 млн евро немецких фондов для Европейского космического агентства (ESA). В качестве агентства по управлению проектами оно управляет 1,279 млрд евро исследований от имени немецких федеральных министерств. DLR является полноправным членом Консультативного комитета по системам космических данных и членом Ассоциации немецких исследовательских центров имени Гельмгольца .
В рамках инициатив DLR по продвижению молодых исследовательских талантов были созданы 16 школьных лабораторий DLR в Аугсбургском университете , Бранденбургском технологическом университете , Техническом университете Дармштадта , Техническом университете Гамбурга-Харбурга , RWTH Ахена , Техническом университете Дортмунда , Техническом университете Дрездена. а также в Берлине-Адлерсхофе, Брауншвейге , Бремене , Кельне-Порце, Геттингене , Йене , Лампольдсхаузене/Штутгарте, Нойштрелице и Оберпфаффенхофене за последние годы. [3] В школьных лабораториях ДЛР ученики могут познакомиться с практическими аспектами естественных и технических наук, проводя интересные эксперименты.
Членами исполнительного совета DLR являются Анке Кайссер-Пызалла (председатель) с августа 2015 года, Клаус Хамахер (заместитель председателя) с апреля 2006 года, Карстен Леммер (член по энергетике и транспорту) с марта 2017 года и Вальтер Пельцер с 2021 года. [ необходима цитата ]
Современный DLR был создан в 1997 году, но стал результатом деятельности более полудюжины космических, аэрокосмических и научно-исследовательских институтов XX века.
Старейшая организация-предшественник DLR была основана Людвигом Прандтлем в Гёттингене в 1907 году. Modellversuchsanstalt der Motorluftschiff-Studiengesellschaft (MLStG; по-немецки «Институт по испытанию аэродинамических моделей Общества моторизованных дирижаблей») позже стала Aerodynamische Versuchsanstalt («Аэродинамическая лаборатория» или «Аэродинамическая экспериментальная станция»).
В 1920-х годах Макс Валье , ученик пионера ракетной техники Германа Оберта , стал соучредителем Verein für Raumschiffahrt , VfR или «Ассоциации космических полетов» вместе с Йоханнесом Винклером и Вилли Леем . Параллельно он сотрудничал с Фрицем фон Опелем в качестве одного из руководителей Opel RAK , частного предприятия, ведущего к первым пилотируемым ракетным автомобилям и ракетным самолетам, которые проложили путь для программы V2 нацистской эпохи и деятельности США и СССР с 1950 года. Программа Opel RAK и впечатляющие публичные демонстрации наземных и воздушных транспортных средств привлекли большие толпы, а также вызвали всеобщее волнение и оказали большое влияние на последующих пионеров космических полетов.
Великая депрессия положила конец программе, и вскоре после ее распада Валье в конечном итоге погиб во время экспериментов в рамках мероприятий VfR в сотрудничестве с Heylandt-Werke по жидкостным ракетам в апреле 1930 года. Он считается первым погибшим в начале космической эры. Протеже Валье Артур Рудольф продолжил разработку улучшенной и более безопасной версии двигателя Валье. Валье и фон Опель участвовали в программе, которая напрямую привела к использованию реактивного взлета для тяжело нагруженных самолетов. Их эксперименты также оказали огромное влияние на Александра Липпиша , чей опыт работы с ракетным Ente («Утка») в конечном итоге проложил путь к Messerschmitt Me-163 , первому действующему ракетному истребителю.
Частные эксперименты конца 1920-х и начала 1930-х годов также возбудили интерес немецких военных, которые финансировали дальнейшую разработку ракет в качестве замены артиллерии. Это привело к целому ряду военных приложений, среди которых немецкое оружие террора V-2 , первая в мире баллистическая ракета, а также первый созданный человеком объект, преодолевший линию Кармана и таким образом покинувший атмосферу Земли.
В 1940-х годах DVL (родственная организация AVA) финансировала работу Конрада Цузе над компьютерами Z3 и Z4 . Другой немецкий исследовательский центр авиационных технологий, основанный в 1935 году, совершенно секретный Luftfahrtforschungsanstalt в Фёлькенроде , который проводил исследования (в основном для военной авиации, чтобы удовлетворить потребности Люфтваффе) параллельно с существовавшими тогда предшественниками сегодняшнего DLR, был обнаружен союзниками только после окончания войны.
В 1947 году был сформирован Arbeitsgemeinschaft Weltraumfahrt («Консорциум по космическим полетам»), что привело к созданию в 1948 году Gesellschaft für Weltraumforschung (GfW; «Общество космических исследований») .
В 1954 году в аэропорту Штутгарта был создан Научно-исследовательский институт физики реактивного движения (FPS). [5]
То, что позже было названо DLR, было образовано в 1969 году как Deutsche Forschungs- und Veruchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR; «Немецкий испытательный и исследовательский институт авиации и космических полетов») в результате слияния нескольких учреждений. Это были Aerodynamische Veruchsanstalt (AVA), Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL; «Немецкая лаборатория авиации»), Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt (DFL; «Немецкий научно-исследовательский институт авиации») и (в 1972 году) Gesellschaft für Weltraumforschung. (GfW; «Общество космических исследований»).
В 1989 году DFVLR был переименован в Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR; «Немецкий научно-исследовательский институт авиации и космических полетов»). Также в 1989 году было создано Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA; «Немецкое агентство по вопросам космических полетов»). [4]
После слияния с Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA; по-немецки «Немецкое агентство по вопросам космических полетов») 1 октября 1997 года название было изменено на Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), буквально «Немецкий центр авиации». и космический полет». Сокращенный перевод «Немецкий аэрокосмический центр» используется в англоязычных публикациях.
Другие немецкие космические организации включают Institut für Raumfahrtsysteme (IRS; Институт космических систем), основанный в 1970 году. [6] Его не следует путать с Institut für Raumfahrtsysteme DLR, расположенным в Бремене. [7] Кроме того, значительные взносы вносятся в Европейское космическое агентство .
Миссия DLR включает в себя исследование Земли и солнечной системы, а также исследования, направленные на защиту окружающей среды и разработку экологически безопасных технологий, а также на содействие мобильности, связи и безопасности. Исследовательский портфель DLR, который охватывает четыре основных направления: аэронавтика , космос , транспорт и энергетика , варьируется от фундаментальных исследований до инновационных приложений. DLR управляет крупномасштабными исследовательскими центрами, как для собственных проектов, так и в качестве услуги для своих клиентов и партнеров из мира бизнеса и науки.
Целью исследований в области аэронавтики DLR является укрепление конкурентного преимущества национальной и европейской авиационной промышленности и авиационного сектора, а также удовлетворение политических и социальных потребностей, например, в отношении авиации, благоприятной для климата. Немецкая космическая исследовательская деятельность варьируется от экспериментов в условиях невесомости до исследования других планет и мониторинга окружающей среды из космоса. В дополнение к этой деятельности DLR выполняет задачи государственного органа, относящиеся к планированию и реализации немецкой космической программы, в качестве официального космического агентства Федеративной Республики Германия.
Агентство по управлению проектами DLR (нем. Projektträger im DLR ) также уполномочено выполнять задачи государственного органа, касающиеся администрирования субсидий. В области энергетических исследований DLR работает над высокоэффективными технологиями генерации электроэнергии с низким уровнем выбросов CO2 на основе газовых турбин и топливных элементов, над солнечной тепловой генерацией электроэнергии и над эффективным использованием тепла, включая когенерацию на основе ископаемых и возобновляемых источников энергии. Темы, охватываемые транспортными исследованиями DLR, включают поддержание мобильности, защиту окружающей среды и экономию ресурсов, а также повышение безопасности перевозок.
В дополнение к уже существующим проектам Mars Express , глобальной навигационной спутниковой системы Galileo и Shuttle Radar Topography Mission в январе 2007 года в Бремене был основан Институт космических систем (нем. Institut für Raumfahrtsysteme ). В будущем 80 ученых и инженеров будут проводить исследования по таким темам, как концепции космических миссий, разработка спутников и двигательные технологии.
Стереокамера высокого разрешения HRSC — важнейший вклад Германии в миссию Mars Express Европейского космического агентства . Это первая цифровая стереокамера, которая также генерирует мультиспектральные данные и имеет объектив с очень высоким разрешением. Камера записывает изображения поверхности Марса, которые легли в основу большого количества научных исследований. С помощью HRSC, разработанной в Институте планетарных исследований Немецкого аэрокосмического центра (нем. Institut für Planetenforschung ), можно анализировать детали размером не более 10–30 метров в трех измерениях.
Кометный орбитальный аппарат Rosetta управляется из Европейского центра космических операций (ESOC) в Дармштадте , Германия. [8] DLR предоставил структуру, тепловую подсистему, маховик, систему активного спуска (приобретенную DLR, но изготовленную в Швейцарии), [9] ROLIS, камеру, направленную вниз, SESAME, акустический зонд и сейсмический инструмент для Philae , посадочного модуля орбитального аппарата. Он также управлял проектом и обеспечивал уровень продукта. Университет Мюнстера построил MUPUS (он был спроектирован и построен в Центре космических исследований Польской академии наук [10] ), а Брауншвейгский технологический университет — инструмент ROMAP. Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы разработал проектирование полезной нагрузки, механизм выброса, посадочное устройство, якорный гарпун, центральный компьютер, COSAC, APXS и другие подсистемы.
Кадровые камеры, предоставленные Институтом Макса Планка по исследованию солнечной системы и DLR, являются основными инструментами получения изображений Dawn, многоцелевого космического зонда к протопланетам 4 Веста и 1 Церера , запущенного в 2007 году. [11] Камеры обеспечивают разрешение 17 м/пиксель для Весты и 66 м/пиксель для Цереры. [12] Поскольку кадровые камеры жизненно важны как для науки, так и для навигации, полезная нагрузка имеет две идентичные и физически отдельные камеры (FC1 и FC2) для избыточности, каждая со своей собственной оптикой, электроникой и структурой. [11] [12]
DLR управляет Центром управления Columbus в Оберпфаффенхофене , Германия. Он отвечает за координацию научной деятельности, а также за работу систем и жизнеобеспечение на борту орбитальной лаборатории Columbus.
В феврале 2008 года лаборатория Columbus , основной вклад Европы в Международную космическую станцию (МКС) , была доставлена в космос шаттлом и пристыкована к МКС. Цилиндрический модуль диаметром 4,5 метра (14 футов 9 дюймов) содержит самое современное научное оборудование. Планируется, что он позволит исследователям на Земле проводить тысячи экспериментов в области биологии, материаловедения, физики жидкостей и многих других областях в условиях невесомости в космосе.
Германия имеет около десяти астронавтов и участвует в программах пилотируемых космических полетов ЕКА, включая полеты немецких астронавтов на борту американских космических челноков и российских космических кораблей. Помимо миссий под эгидой ЕКА и полетов на кораблях «Союз» и «Мир» , две миссии космических челноков с построенным в Европе Spacelab полностью финансировались и организационно и научно контролировались Германией (как и несколько отдельных миссий ЕКА и одна — Японией) с немецкими астронавтами на борту в качестве хозяев, а не гостей. Первая западногерманская миссия Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, обозначение NASA STS-61-A ) состоялась в 1985 году.
Вторая подобная миссия, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, обозначение NASA STS-55 ), была первоначально запланирована на 1988 год, но затем из-за катастрофы шаттла Challenger была отложена до 1993 года, когда она стала первой немецкой пилотируемой космической миссией после объединения Германии . [13]
В дистанционном зондировании Земли спутники предоставляют всеобъемлющую и постоянно обновляемую информацию о "Системе Земля". Эти данные дистанционного зондирования используются для исследования атмосферы Земли, поверхности суши и океана, а также ледяных щитов. Практические приложения этой технологии включают мониторинг окружающей среды и ликвидацию последствий стихийных бедствий.
После цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 года , например, можно было очень быстро составить актуальные карты с помощью спутников наблюдения за Землей. Затем эти карты можно было использовать для ориентации во время спасательных миссий. DLR проводит эти исследовательские мероприятия в Немецком центре данных дистанционного зондирования (DFD) (нем. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum ), институте DLR, базирующемся в Оберпфаффенхофене. В настоящее время спутниковые данные также важны для исследования климата : они используются для измерения температуры, уровня CO2, уровня твердых частиц , вырубки тропических лесов и радиационных условий поверхности Земли (суши, океанов, полярных льдов).
Новый немецкий спутник наблюдения за Землей TerraSAR-X был запущен в июне 2007 года. Целью этой пятилетней миссии является предоставление данных дистанционного зондирования Земли научным и коммерческим пользователям. Конструкция спутника основана на технологии и опыте, разработанных в миссиях X-SAR и SRTM SAR ( Synthetic Aperture Radar ). Датчик имеет ряд различных режимов работы с максимальным разрешением в один метр и способен генерировать профили высот.
TerraSAR-X — первый спутник, который был совместно оплачен правительством и промышленностью. DLR покрыл около 80 процентов общих расходов, а оставшуюся часть покрыл EADS Astrium . Основным компонентом спутника является радиолокационный датчик, работающий в диапазоне X и способный регистрировать поверхность Земли, используя ряд различных режимов работы, захватывая область размером от 10 до 100 километров с разрешением от 1 до 16 метров.
Uppsala –DLR Trojan Survey (UDTS) — поиск астероидов вблизи Юпитера в 1990-х годах в сотрудничестве со шведской Уппсальской астрономической обсерваторией . После его завершения был проведен еще один обзор, Uppsala–DLR Asteroid Survey , на этот раз с акцентом на околоземные астероиды , и оба обзора обнаружили многочисленные объекты.
Изучая суборбитальный космоплан , DLR разработал прототип Falke для программы космоплана Hermes , участвует в нереализованном проекте Sanger II и с 2005 года работает над концепцией, которая делает возможным быстрый межконтинентальный пассажирский транспорт. SpaceLiner — это многоразовый аппарат, взлетающий вертикально и приземляющийся как планер.
DLR является партнером RETALT (RETro Propulsion Assisted Landing Technologies), программы, направленной на разработку двухступенчатых и одноступенчатых систем запуска многоразового использования с выводом на орбиту . [14]
DLR участвует в различных европейских проектах H2020 (AGILE, AGILE4.0), касающихся проектирования самолетов, с целью улучшения многопрофильной оптимизации с использованием распределенных аналитических фреймворков. [15] [16]
DLR управляет крупнейшим в Европе парком исследовательских самолетов. Самолеты используются как в качестве исследовательских объектов, так и в качестве исследовательских инструментов. Исследовательские самолеты DLR предоставляют платформы для всех видов исследовательских миссий. Ученые и инженеры могут использовать их в практических, прикладных целях: наблюдение за Землей, исследование атмосферы или тестирование новых компонентов самолетов. Например, DLR исследует флаттер крыла и возможные способы его устранения, что также помогло бы снизить шум самолета. Так называемые «летающие имитаторы» могут использоваться для моделирования летных характеристик самолетов, которые еще не были построены. Этот метод, например, использовался для тестирования Airbus A380 на ранних стадиях его разработки. VFW 614 ATTAS использовался для тестирования нескольких систем. [17]
Высотный исследовательский самолет HALO ( High Altitude and Long Range Research Aircraft ) будет использоваться для исследования атмосферы и наблюдения за Землей с 2009 года. Имея крейсерскую высоту более 15 километров и дальность полета более 8000 километров, HALO впервые предоставит возможность собирать данные в континентальном масштабе, на всех широтах, от тропиков до полюсов, и на высотах вплоть до нижней стратосферы.
Airbus A320-232 D-ATRA , новейшее и крупнейшее пополнение парка, эксплуатируется Немецким аэрокосмическим центром с конца 2008 года. ATRA ( Advanced Technology Research Aircraft ) — это современная и гибкая летная испытательная платформа, которая устанавливает новые стандарты для летающих испытательных стендов в европейских аэрокосмических исследованиях — и не только из-за своих размеров.
DLR и NASA совместно эксплуатируют летающий инфракрасный телескоп SOFIA ( Стратосферная обсерватория для инфракрасной астрономии ). Boeing 747SP с модифицированным фюзеляжем, позволяющим нести рефлекторный телескоп, разработанный в Германии, используется в качестве воздушной исследовательской платформы. Самолет эксплуатируется Исследовательским центром полетов Драйдена на площадке 9 (завод 42 ВВС США) в Палмдейле, Калифорния. Наблюдательные полеты будут выполняться 3 или 4 ночи в неделю, продолжительностью до восьми часов за раз и на высоте от 12 до 14 километров. SOFIA была разработана для эксплуатации в течение 20 лет. Она является преемницей Воздушной обсерватории Койпера (КАО), которая была развернута с 1974 по 1995 год.
31 января 2020 года DLR ввел в эксплуатацию свой новейший самолет — Falcon 2000LX ISTAR (бортовые системы и технологии для исследований на борту). [18]
_(cropped).jpg/1280px-ALNA,_ILA_2018,_Sch%C3%B6nefeld_(1X7A5222)_(cropped).jpg)
DLR проводит исследования выбросов CO2 и шума, вызванных воздушным транспортом. Чтобы гарантировать, что увеличение объемов перевозок не приведет к увеличению шумового загрязнения, вызванного воздушным транспортом, DLR изучает варианты снижения шума. Например, исследовательский проект «Процедуры захода и вылета с низким уровнем шума» (нем. Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren ) является частью национального исследовательского проекта «Тихое движение» (нем. Leiser Verkehr ).
Целью этого проекта является поиск процедур полета, которые могут уменьшить количество шума, создаваемого во время взлета и посадки. Один из подходов заключается в анализе распространения шума на уровне земли во время взлета с использованием большого количества микрофонов. Исследователи также пытаются уменьшить шум в источнике, сосредоточившись, например, на шуме планера и двигателя. Они надеются минимизировать шум, создаваемый в двигателях, используя так называемые « антишумы ».
Исследовательская работа Немецкого аэрокосмического центра по выбросам CO 2 , вызванным воздушным транспортом, фокусируется, например, на модельных расчетах, касающихся эффектов перевода мирового парка самолетов на водородные двигатели . Темпы роста авиации выше средних. Это поднимает вопрос, может ли водородный двигатель без выбросов CO 2 ограничить воздействие растущих объемов воздушного движения на окружающую среду и климат.
Hydrosol и Hydrosol -2 — один из исследовательских проектов в области энергетики, в котором участвуют ученые DLR. Впервые ученые добились термического расщепления воды с использованием солнечной энергии, вырабатывая водород и кислород без выбросов CO2 . За это достижение команда DLR и несколько других исследовательских групп получили премию Декарта — исследовательскую награду, учрежденную Европейской комиссией. Пилотный реактор FP6 Hydrosol II (около 100 кВт) для получения водорода с помощью солнечной энергии на Plataforma Solar de Almería в Испании был запущен в ноябре 2005 года [19] и находится в эксплуатации с 2008 года. [20]
Во время чемпионата мира по футболу FIFA 2006 года DLR реализовал проект «Футбол», направленный на предотвращение заторов на дорогах. В этом исследовательском проекте по транспорту данные о дорожном движении были получены с воздуха в Берлине, Штутгарте и Кельне и использованы в качестве входных данных для прогнозирования дорожного движения. Для получения данных использовалась сенсорная система, объединяющая обычную и термографическую камеры. В качестве летающих исследовательских платформ использовались цеппелин, самолет и вертолет. Пакет программного обеспечения для анализа изображений создавал аэрофотоснимки, показывающие текущие параметры дорожного движения, а также прогнозы дорожного движения. Таким образом, центры управления дорожным движением могли получать информацию о дорожном движении почти в реальном времени, и участники дорожного движения могли быть перенаправлены, когда это было необходимо.
В 2007 году была введена в эксплуатацию первая коммерческая солнечная электростанция башенного типа , солнечная электростанция PS10 . Ее мощность составляет одиннадцать мегаватт, и она расположена недалеко от Севильи, в Санлукар-ла-Майор (Испания). DLR принимает активное участие в разработке технологии для этого типа электростанций. [21] На солнечных электростанциях башенного типа зеркала, отслеживающие солнце (гелиостаты), перенаправляют солнечное излучение на центральный теплообменник (приемник) на вершине башни. Это генерирует высокотемпературное технологическое тепло, которое затем может использоваться на газовых или паровых турбинных электростанциях для выработки электроэнергии для общественной электросети. В будущем технология солнечных тепловых башенных электростанций также может использоваться для выработки солнечного топлива, такого как водород, без выбросов CO2 .
По состоянию на 2022 год DLR имел 35 станций в Германии: [22]
Ахен и Ахен-Мерцбрюк
Бонн
Брауншвейг [27]
Йена
Юлих
Ульм
Вайльхайм (Верхняя Бавария)
Примеры пилотируемых космических миссий DLR или головного учреждения: [43]
Примеры исследовательских самолетов: [44]
.jpg/1280px-PIA00128_Moon_(18_Image_Mosaic).jpg)
Примеры космических миссий DLR (или головного учреждения). [43] Многие из них также являются совместными или международными миссиями.
Журнал DLR Magazine является флагманским изданием института, также издаваемым на английском языке с июня 2010 года. [46] Тематика включает в себя науку, редакционные статьи и изображения. [46]
