Немецкий аэрокосмический центр ( нем . Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV , сокращенно DLR , буквально Немецкий центр воздушных и космических полетов ) — национальный центр аэрокосмических, энергетических и транспортных исследований Германии, основанный в 1969 году. со штаб-квартирой в Кельне и 35 офисами по всей Германии. DLR участвует в широком спектре проектов исследований и разработок в рамках национального и международного партнерства. [2]
DLR действует как немецкое космическое агентство и отвечает за планирование и реализацию немецкой космической программы от имени федерального правительства Германии . Как агентство по управлению проектами, DLR координирует и отвечает за техническую и организационную реализацию проектов, финансируемых рядом федеральных министерств Германии. По состоянию на 2020 год национальный бюджет Немецкого аэрокосмического центра составлял 1,348 миллиарда евро. [2]
В компании DLR работает около 10 000 сотрудников в 30 офисах в Германии. [ когда? ] Институты и объекты расположены на 13 объектах, а также офисах в Брюсселе , Париже и Вашингтоне. DC DLR имеет бюджет в 1 миллиард евро для покрытия собственных исследований, разработок и операций. Примерно 49% этой суммы поступает из конкурсно выделенных сторонних фондов (нем. Drittmittel ). В дополнение к этому, DLR управляет около 860 миллионов евро немецких фондов для Европейского космического агентства (ЕКА). В качестве агентства по управлению проектами оно управляет исследованиями на сумму 1,279 миллиарда евро от имени федеральных министерств Германии. 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 Берлин-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-Пизалла (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 . ]
Современный DLR был создан в 1997 году, но стал кульминацией деятельности более полудюжины космических, аэрокосмических и научно-исследовательских институтов всего 20-го века.
Старейшая организация-предшественница DLR была основана Людвигом Прандтлем в Геттингене в 1907 году. Эта Modellversuchsanstalt der Motorluftschiff-Studiengesellschaft (MLStG; по-немецки «Институт испытаний аэродинамических моделей Общества моторных дирижаблей») позже стала Aerodynamische Versuchsanstalt («Лаборатория аэродинамики»). или «Аэродинамическая экспериментальная станция»).
В 1920-х годах Макс Валье , ученик пионера ракетной техники Германа Оберта , вместе с Йоханнесом Винклером и Вилли Леем стал соучредителем Verein für Raumschiffahrt , VfR, или «Ассоциации космических полетов» . Параллельно он действовал в сотрудничестве с Фрицем фон Опелем в качестве одного из руководителей Opel RAK , частного предприятия, которое привело к созданию первых пилотируемых ракетных автомобилей и ракетных самолетов, которые проложили путь для программы Фау-2 нацистской эпохи, а также деятельности США и СССР с 1950 года. далее. Программа Opel RAK и впечатляющие публичные демонстрации наземных и воздушных транспортных средств собрали большие толпы, а также вызвали волнение мировой общественности и оказали большое влияние на более поздних пионеров космических полетов.
Великая депрессия положила конец программе, и вскоре после ее распада Валье в конце концов был убит во время экспериментов в рамках деятельности VfR в сотрудничестве с Heylandt-Werke по ракетам на жидком топливе в апреле 1930 года. Его считают первым погибшим ранняя космическая эра. Протеже Валье Артур Рудольф разработал улучшенную и более безопасную версию двигателя Валье. Валье и фон Опель участвовали в программе, которая непосредственно привела к использованию реактивного взлета для тяжелонагруженных самолетов. Их эксперименты также оказали огромное влияние на Александра Липпиша , чей опыт работы с ракетным двигателем Энте («Утка») в конечном итоге проложил путь к Мессершмитту Ме-163 , первому боевому ракетному истребителю.
Частные эксперименты конца 1920-х — начала 1930-х годов вызвали интерес и у немецких военных, которые обеспечили финансирование дальнейшей разработки ракет в качестве замены артиллерии. Это привело к множеству военных применений, среди которых немецкое террористическое оружие Фау-2 , первая в мире баллистическая ракета, а также первый искусственный объект, преодолевший линию Кармана и покинувший таким образом атмосферу Земли.
В 1940-х годах DVL (дочерняя организация AVA) финансировала работу Конрада Цузе над компьютерами Z3 и Z4 . Другой немецкий научно-исследовательский центр в области авиационных технологий, сверхсекретный Luftfahrtforschungsanstalt , основанный в 1935 году в Фелькенроде , который проводил исследования (в основном для военной авиации для нужд Люфтваффе) параллельно с существовавшими тогда предшественниками сегодняшнего DLR, не стал бы быть обнаружен союзниками до 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 (ФПС). [5]
То, что позже было названо DLR, было образовано в 1969 году как Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt 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 Veruchsanstalt 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] Также значительный вклад вносится в Европейское космическое агентство .
Миссия DLR включает исследование Земли и Солнечной системы, а также исследования, направленные на защиту окружающей среды и разработку экологически совместимых технологий, а также на продвижение мобильности, связи и безопасности. Портфель исследований DLR, охватывающий 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 DLR в области аэронавтики является усиление конкурентных преимуществ национальной и европейской авиационной промышленности и авиационного сектора, а также удовлетворение политических и социальных требований – например, в отношении экологически чистой авиации. Деятельность Германии в области космических исследований варьируется от экспериментов в условиях невесомости до исследования других планет и мониторинга окружающей среды из космоса. В дополнение к этой деятельности DLR выполняет функции государственного органа, связанные с планированием и реализацией немецкой космической программы, в качестве официального космического агентства Федеративной Республики Германия.
Агентству управления проектами DLR (нем. Projektträger im DLR ) также были поручены задачи государственной власти, связанные с управлением субсидиями. В области энергетических исследований DLR работает над высокоэффективными технологиями производства электроэнергии с низким уровнем выбросов CO 2 на основе газовых турбин и топливных элементов, производством солнечной тепловой энергии и эффективным использованием тепла, включая когенерацию на основе ископаемых и возобновляемых источников энергии. источники энергии. Темы, охватываемые транспортными исследованиями DLR , включают поддержание мобильности, защиту окружающей среды и экономию ресурсов, а также повышение безопасности на транспорте.
Помимо уже существующих проектов Mars Express , глобальной навигационной спутниковой системы Galileo и Shuttle Radar Topography Mission , в Бремене в январе 2007 года был основан Институт космических систем (нем. Institut für Raumfahrtsysteme ). В будущем в нем будут работать 80 ученых и инженеров. будет проводить исследования по таким темам, как концепции космических миссий, разработка спутников и двигательные технологии.
Стереокамера высокого разрешения HRSC — самый важный вклад Германии в миссию Mars Express Европейского космического агентства . Это первая цифровая стереокамера, которая также генерирует мультиспектральные данные и имеет объектив очень высокого разрешения. Камера записывает изображения марсианской поверхности, которые легли в основу большого количества научных исследований. С помощью HRSC, который был разработан в Институте планетарных исследований Немецкого аэрокосмического центра (нем. Institut für Planetenforschung ), можно анализировать детали размером не более 10–30 метров в трех измерениях.
Орбитальный кометный аппарат «Розетта» управляется из Европейского центра космических операций (ESOC) в Дармштадте , Германия. [8] DLR предоставила конструкцию, тепловую подсистему, маховик, систему активного спуска (закуплена DLR, но произведена в Швейцарии), [9] ROLIS, камеру обзора вниз, SESAME, акустический зондирующий и сейсмический прибор для Philae , посадочный блок орбитального корабля. Он также управлял проектом и обеспечивал гарантию уровня продукции. Мюнстерский университет построил MUPUS (он был спроектирован и построен в Центре космических исследований Польской академии наук [10] ), а Брауншвейгский технологический университет - прибор ROMAP. Институт Макса Планка по исследованию Солнечной системы разработал конструкцию полезной нагрузки, механизм катапультирования, шасси, якорный гарпун, центральный компьютер, COSAC, APXS и другие подсистемы.
Кадровые камеры, предоставленные Институтом Макса Планка по исследованию солнечной системы и DLR, являются основными инструментами формирования изображения Dawn, многоцелевого космического зонда к протопланетам 4 Весты и 1 Цереры , запущенного в 2007 году. [11] Камеры предлагают разрешение 17 м/пиксель для Весты и 66 м/пиксель для Цереры. [12] Поскольку камеры кадрирования жизненно важны как для науки, так и для навигации, полезная нагрузка имеет две идентичные и физически отдельные камеры (FC1 и FC2) для резервирования, каждая из которых имеет собственную оптику, электронику и структуру. [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 «Колумбус».
В феврале 2008 года лаборатория «Колумбус» , основной вклад Европы в Международную космическую станцию МКС , была доставлена в космос с помощью космического корабля «Шаттл» и пристыкована к МКС. Цилиндрический модуль диаметром 4,5 метра (14 футов 9 дюймов) содержит самое современное научное оборудование. Планируется, что это позволит исследователям на Земле проводить тысячи экспериментов в области биологии, материаловедения, физики жидкостей и многих других областей в условиях невесомости в космосе.
Германия имеет около десяти астронавтов и участвует в пилотируемых космических программах ЕКА, включая полеты немецких астронавтов на борту американских космических кораблей и российских космических кораблей. Помимо миссий в рамках ЕКА и полетов на кораблях «Союз» и «Мир» , две миссии «Спейс Шаттл» с построенной в Европе космической лабораторией полностью финансировались и организационно и научно контролировались Германией (как и несколько отдельных миссий ЕКА и одна Япония) с немецкими астронавтами на борту в качестве хозяев и не гости. Первая западногерманская миссия Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, обозначение НАСА STS-61-A ) состоялась в 1985 году.
Вторая аналогичная миссия, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, обозначение НАСА STS-55 ), сначала планировалась на 1988 год, но затем из-за катастрофы космического корабля "Челленджер" была отложена до 1993 года, когда она стала первой немецкой пилотируемой миссией в космосе. миссия после воссоединения Германии . [13]
При дистанционном зондировании Земли спутники предоставляют исчерпывающую и постоянно обновляемую информацию о «Системе Земля». Эти данные дистанционного зондирования используются для исследования атмосферы Земли, поверхности суши и океана, а также ледниковых щитов. Практическое применение этой технологии включает мониторинг окружающей среды и оказание помощи при стихийных бедствиях.
Например, после цунами в Индийском океане 26 декабря 2004 года актуальные карты можно было составить очень быстро с помощью спутников наблюдения Земли. Эти карты затем можно было бы использовать для ориентации во время миссий по оказанию помощи. DLR проводит эти исследования 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 CO 2 , уровня твердых частиц , вырубки тропических лесов и радиационного состояния поверхности Земли (суши, океанов, полярных льдов).
Новый немецкий спутник наблюдения Земли TerraSAR-X был запущен в июне 2007 года. Целью этой пятилетней миссии является предоставление данных радиолокационного дистанционного зондирования научным и коммерческим пользователям. Конструкция спутника основана на технологиях и опыте, разработанных в ходе миссий X-SAR и SRTM SAR ( радар с синтезированной апертурой ). Датчик имеет несколько различных режимов работы с максимальным разрешением один метр и способен генерировать профили высот.
TerraSAR-X — первый спутник, за который совместно заплатили правительство и промышленность. На долю DLR пришлось около 80 процентов общих расходов, а оставшуюся часть покрыла EADS Astrium . Основным компонентом спутника является радиолокационный датчик, работающий в X-диапазоне и способный регистрировать поверхность Земли в различных режимах работы, захватывая территорию размером от 10 до 100 километров с разрешением от 1 до 16 метров.
Троянское исследование Упсалы-DLR ( UDTS) представляло собой поиск астероидов вблизи Юпитера в 1990-х годах в сотрудничестве со шведской Уппсальской астрономической обсерваторией . Когда он пришел к выводу, что было проведено еще одно исследование, Исследование астероидов Уппсала-DLR , на этот раз с акцентом на околоземные астероиды , и оба исследования обнаружили множество объектов.
Изучая суборбитальный космический самолет , DLR разработала прототип Falke для программы космического самолета Hermes , участвует в нереализованном проекте Sanger II и с 2005 года работает над концепцией, делающей возможными быстрые межконтинентальные пассажирские перевозки. SpaceLiner — это многоразовый аппарат , который поднимается вертикально и приземляется как планер.
DLR является партнером RETALT (RETro Propulsion Assisted Landing Technologies), программы, направленной на разработку двухступенчатых и одноступенчатых многоразовых систем запуска на орбиту . [14]
DLR участвует в различных европейских проектах H2020 (AGILE, AGILE4.0), касающихся проектирования самолетов с целью улучшения междисциплинарной оптимизации с использованием структур распределенного анализа. [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 Земли, исследование атмосферы или тестирование новых компонентов самолетов. DLR, например, исследует флаттер крыльев и возможные способы его устранения, что также поможет снизить шум самолета. Так называемые «пилотные симуляторы» могут использоваться для моделирования летных характеристик еще не построенных самолетов. 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 Земли с 2009 года. Имея крейсерскую высоту более 15 километров и дальность полета более 8000 километров, HALO обеспечит впервые появилась возможность собирать данные в континентальном масштабе, на всех широтах, от тропиков до полюсов, и на высотах до нижних стратосферы.
Airbus A320-232 D-ATRA , последнее и крупнейшее пополнение флота, используется Немецким аэрокосмическим центром с конца 2008 года. ATRA (Самолет для исследования передовых технологий ) — это современная и гибкая платформа для летных испытаний, которая устанавливает новый Эталон летающих испытательных стендов в европейских аэрокосмических исследованиях – и не только из-за его размера.
DLR и НАСА совместно управляют летающим инфракрасным телескопом SOFIA ( Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии ). В качестве воздушной исследовательской платформы используется самолет Boeing 747SP с модифицированным фюзеляжем, позволяющим нести разработанный в Германии телескоп-рефлектор. Самолет эксплуатируется Центром летных исследований Драйдена на Зоне 9 (Завод 42 ВВС США) в Палмдейле, Калифорния. Наблюдательные полеты будут выполняться 3 или 4 ночи в неделю продолжительностью до восьми часов на высоте от 12 до 14 километров. SOFIA рассчитана на эксплуатацию в течение 20 лет. Это преемница Воздушно-десантной обсерватории Койпера (КАО), которая работала с 1974 по 1995 год.
31 января 2020 года DLR ввела в эксплуатацию свой новейший самолет - Falcon 2000LX ISTAR (бортовые системы и технологии бортовых исследований). [18]
_(cropped).jpg/1280px-ALNA,_ILA_2018,_Sch%C3%B6nefeld_(1X7A5222)_(cropped).jpg)
DLR проводит исследования выбросов CO 2 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 «Малошумный подход и процедуры выезда» (нем. Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren ) является частью национального исследовательского проекта «Тихое движение» (нем. Leiser Verkehr ).
Целью этого проекта является поиск схем полета, которые могут снизить уровень 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, уделяя особое внимание, например, шуму планера и двигателя. Они надеются минимизировать шум, создаваемый двигателями, используя так называемый « антишум ».
Исследовательская работа Немецкого аэрокосмического центра по выбросам CO 2 от воздушного транспорта сосредоточена, например, на модельных расчетах, касающихся последствий перевода мирового парка самолетов на водородные двигатели . Темпы роста авиации выше средних. Это поднимает вопрос, смогут ли водородные двигатели без выбросов CO 2 ограничить воздействие растущих объемов воздушного движения на окружающую среду и климат.
Hydrosol и Hydrosol-2 — один из проектов энергетических исследований , в котором участвуют ученые DLR. Впервые ученым удалось расщепить термальную воду с помощью солнечной энергии, генерируя 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 солнечного термохимического производства водорода 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 2006 года компания DLR реализовала проект «Футбол», направленный на предотвращение пробок на дорогах. В этом транспортном исследовательском проекте 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, сочетающая в себе обычную и термографическую камеру. Летающими исследовательскими платформами служили дирижабль, самолет и вертолет. Пакет программного обеспечения для анализа изображений генерировал аэрофотоснимки, показывающие текущие параметры дорожного движения, а также прогнозы дорожного движения. Таким образом, центры управления дорожным движением могут получать информацию о дорожном движении практически в реальном времени, а участники дорожного движения могут отвлекаться при необходимости.
В 2007 году была введена в эксплуатацию первая коммерческая солнечная электростанция с башней PS10 . Он имеет мощность одиннадцать мегаватт и расположен недалеко от Севильи, в Санлукар-ла-Майор (Испания). DLR принимает активное участие в разработке технологии для этого типа электростанции. [21] На солнечных электростанциях с башней зеркала слежения за солнцем (гелиостаты) перенаправляют солнечное излучение на центральный теплообменник (приемник) на вершине башни. При этом генерируется высокотемпературное технологическое тепло, которое затем может быть использовано на газовых или паровых турбинных электростанциях для выработки электроэнергии для общественной электросети. В будущем технология солнечных тепловых башен также может быть использована для производства солнечного топлива, такого как водород, без выбросов CO 2 .
По состоянию на 2022 год у DLR было 35 объектов в Германии: [22]
Ахен и Ахен-Мерцбрюк
Бонн
Брауншвейг [27]
Йена
Юлих
Ульм
Вайльхайм (Обербаерн)
Примеры пилотируемых космических полетов DLR или головной организации: [43]
Примеры исследовательских самолетов: [44]
.jpg/1280px-PIA00128_Moon_(18_Image_Mosaic).jpg)
Примеры космических миссий DLR (или головной организации). [43] Многие из них также являются совместными или международными миссиями.
Журнал DLR является ведущим изданием института, также издаваемым на английском языке с июня 2010 года. [46] Тематика включает в себя науку, редакционные статьи и изображения. [46]
