Кіріспе
Германияның аэроғарыш және электр энергетикасы саласындағы ғылыми-зерттеу орталығы.
Шолу
DLR Германиядағы 30 орналасқан жерде шамамен 10 000 қызметкер жұмыс істейді. Институттар мен мекемелер 13 жерде таралып орналасқан, сондай-ақ Брюссель, Париж және Вашингтон қалаларында кеңселер бар. DLR-дің өз зерттеулері, дамуы және жұмысын қамту үшін 1 миллиард еуро бюджет қарастырылған. Бұл соманың шамамен 49% -ы бәсекелестік негізде бөлінген үшінші тарап қаражаты (немісше: Drittmittel) құрайды. Бұдан өзге, DLR Еуропалық ғарыш агенттігі (ESA) үшін 860 миллион еуроға жуық неміс қаражатын басқарады. Жобаларды басқару агенттігі ретінде, ол Германияның федералды министрліктері тапсырмасы бойынша 1,279 миллиард еуро көлеміндегі зерттеулерді жүзеге асырады. DLR ғарыш деректері жүйелері жөніндегі консультативтік комитеттің толық мүшесі және Германия ғылыми-зерттеу орталықтарының Гельмгольц қауымдастығының мүшесі болып табылады. DLR жас ғылыми таланттарды қолдау мақсатындағы бастамалары аясында Аугсбург университетінде, Бранденбург технологиялық университетінде, Дармштадт техникалық университетінде, Гамбург техникалық университетінде (Харбург), Аахенде, Дортмунд техникалық университетінде, Дрезден техникалық университетінде, Берлинде (Адельсхоф), Брауншвейгте, Бременде, Кёльнде (Порц), Геттингенде, Йенада, Лампольдшаузен/Штутгартта, Нейстрелицте және Оберпфаффенхофенде соңғы жылдары 16 DLR мектеп зертханасы құрылды. DLR мектеп зертханаларында оқушылар қызықты тәжірибелер жүргізу арқылы табиғаттық және инженерлік ғылымдардың практикалық аспектілерімен таныса алады. DLR атқарушы кеңесінің мүшелері: 2015 жылдың тамызынан бері Анке Кайссер Пизалла (төраға), 2006 жылдың сәуірінен бері Клаус Хамахер (төраға орынбасары), 2017 жылдың наурызынан бері Карстен Леммер (энергетика және көлік саласының мүшесі) және 2021 жылдан бері Уолтер Пелцер.
Зерттеу
DLR миссиясы Жерді және Күн жүйесін зерттеуді, сондай-ақ қоршаған ортаны қорғауға және экологиялық тұрғыдан үйлесімді технологияларды дамытуға, сонымен қатар мобильділік, байланыс және қауіпсіздікті арттыруға бағытталған зерттеулерді қамтиды. DLR-дің ғылыми-зерттеу портфелі, аэронавтика, ғарыш, көлік және энергетика – төрт негізгі бағытты қамтиды және негізгі зерттеулерден инновациялық қолданыстарға дейін жетеді. DLR өзінің жобалары үшін де, сондай-ақ бизнес және ғылым салаларындағы клиенттер мен әріптестері үшін де ірі зерттеу орталықтарын пайдаланады. DLR авиациялық зерттеулерінің мақсаты – ұлттық және еуропалық авиациялық өнеркәсіп пен авиация секторының бәсекеге қабілеттілігін күшейту және климатқа бейімді авиация сияқты саяси және қоғамдық талаптарды қанағаттандыру. Германияның ғарыш зерттеулері ауырлықтың болмауындағы эксперименттерден бастап, басқа планеталарды зерттеуге және ғарыштан қоршаған ортаны мониторингтеуге дейін қамтиды. Бұл қызметтерге қоса, DLR Германия Федеративтік Республикасының ресми ғарыш агенттігі ретінде Германияның ғарыш бағдарламасын жоспарлау және іске асыруға қатысты мемлекеттік функцияларды орындайды. DLR жобаларды басқару агенттігіне (нем. Projektträger im DLR) субсидияларды басқаруға қатысты мемлекеттік функциялар да жүктелген. Энергетика саласындағы зерттеулерде DLR газ турбиналары мен отын ұяшықтарына негізделген жоғары тиімді, төмен қуатты энергия өндіру технологияларын, күн энергиясын пайдалануды және жылуды тиімді пайдалануды, соның ішінде қазба және жаңаруға жарамды энергия көздеріне негізделген біріктірілген энергожүйелерді зерттейді. DLR-дің көлік саласындағы зерттеулері қозғалыс мүмкіндігін сақтау, қоршаған ортаны қорғау және ресурстарды үнемдеу, сондай-ақ көлік қауіпсіздігін жақсартуға бағытталған. «Марс Экспресс», «Галилео» ғаламдық спутниктік навигациялық жүйесі және «Шаттл радарлық топографиялық миссиясы» жобаларына қоса, 2007 жылдың қаңтар айында Бремен қаласында «Ғарыш жүйелері институты» (нем. Institut für Raumfahrtsysteme) құрылды. Болашақта 80 ғалым мен инженер ғарыш миссияларының концепцияларын, спутниктерді әзірлеуді және қозғалтқыш технологияларын зерттейтін болады.
Марс экспресі
Жоғары ажыратымдылықтағы стереокамера HRSC – Еуропалық ғарыш агенттігінің «Марс экспрессі» миссиясына Германияның ең маңызды үлесі болып табылады. Бұл көп спектрлі деректерді де жасайтын және өте жоғары ажыратымдылыққа ие алғашқы сандық стереокамера. Камера Марс бетінің суреттерін түсіріп, көптеген ғылыми зерттеулердің негізі болды. Неміс аэроғарыш орталығының Планеталық зерттеулер институтында (немісше: Institut für Planetenforschung) жасалған HRSC арқылы үш өлшемде 10-30 метрге дейінгі бөлшектерді талдауға болады.
Розетта мен Фила
Комета орбитасы Розетта Германияның Дармштадт қаласындағы Еуропалық ғарыш операциялары орталығынан (ESOC) басқарылады. DLR құрылымын, жылу жүйесін, серпіліс дөңгелегін, белсенді түсіру жүйесін (DLR сатып алған, бірақ Швейцарияда жасалған), ROLIS-ты, төмен қарап тұратын камераны, SESAME-ді, акустикалық зондтау және сейсмикалық құралдарды Philae үшін ұсынды. Ол сондай-ақ жобаны басқарды және өнімдердің сапасын бақылады. Мюнстер университеті MUPUS-ты (ол Польша Ғылым академиясының Ғарыш зерттеу орталығында жобаланып, құрастырылды) ал, Брауншвейг Технологиялық университеті ROMAP құралын жасады. Макс Планк Күн жүйесін зерттеу институты пайдалы жүктеме инженериясын, шығару механизмін, қону шассиін, бекіту гарпунын, орталық компьютерін, COSAC-ты, APXS-ты және басқа да жүйелерді жасады.
Таң
Макс Планк Күн жүйесін зерттеу институты және DLR ұсынған кадрлық камералар, 2007 жылы ұшырылған 4 Веста және 1 Церес протопланеталарына сапар шешетін, көп мақсатты ғарыш зонды Dawn-ның негізгі бейнелеу құралдары болып табылады. Камералар Веста үшін 17 м/пиксель, ал Церес үшін 66 м/пиксель ажыратымдылықты қамтамасыз етеді. Ғылым және навигация үшін өте маңызды болғандықтан, жүк құрамына екі бірдей, физикалық тұрғыдан бөлек камера (FC1 & FC2) кіреді, олардың әрқайсысының жеке оптикасы, электроникасы және құрылымы бар.
Жерді қашықтан зондтау
Жерді қашықтан зондтау кезінде спутниктер "Жер жүйесі" туралы толық және үнемі жаңартылып отыратын ақпаратты ұсынады. Бұл қашықтан зондтау деректері Жер атмосферасын, құрлық және мұхит беттерін, сондай-ақ мұздықтарды зерттеу үшін қолданылады. Бұл технологияның практикалық қолданылуының мысалдары – қоршаған ортаны мониторингтеу және төтенше жағдайларда көмек көрсету. Мысалы, 2004 жылғы 26 желтоқсандағы Үнді мұхитындағы цунамиден кейін Жерді бақылау спутниктері арқылы жаңарып отыратын карталарды өте жылдам жасауға мүмкіндік болды. Бұл карталар көмек көрсету шараларында бағдар беру үшін пайдаланылды. DLR осы зерттеу жұмыстарын неміс тілінде Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum деп аталатын German Remote Sensing Data Center (DFD) –де жүргізеді, ол DLR-дің Оберпфаффенхофендегі институты. Бүгінде спутниктік деректер климатты зерттеу үшін де маңызды: олар температураны, деңгейді, ауадағы бөлшектік заттар мөлшерін, тропикалық ормандардың кесуін және Жер бетінің (құрлық, мұхиттар, полярлық мұз) радиациялық жағдайларын өлшеу үшін қолданылады.
TerraSAR-X
2007 жылдың маусымында TerraSAR X жаңа жерді бақылау спутнигі ұшырылды. Осы бес жылдық миссияның мақсаты ғылыми және коммерциялық пайдаланушыларға радиолокациялық қашықтан зондтау деректерін ұсыну болып табылады. Спутниктің дизайны X SAR және SRTM SAR (жасанды апертуралы радар) миссияларында дамытылған технология мен тәжірибеге негізделген. Сенсордың әртүрлі жұмыс режимдері бар, ең жоғары ажыратымдылығы бір метрге жетеді және биіктік профильдерін жасауға қабілетті. TerraSAR X – үкімет пен индустрия бірлесіп қаржылаған алғашқы спутник. DLR жалпы шығындардың шамамен 80 пайызын қаржылады, ал қалғанын EADS Astrium компаниясы төледі. Спутниктің негізгі құралы – X диапазонында жұмыс істейтін және әртүрлі режимдерде Жер бетін тіркеуге қабілетті радар сенсоры, 10-дан 100 шақырымға дейінгі аумақты 1-ден 16 метрге дейінгі ажыратымдылықпен түсіруге мүмкіндік береді.
Астрономиялық зерттеулер
Уппсала–DLR Трояндық зерттеуі (UDTS) – 1990 жылдары шведтік Уппсала астрономиялық обсерваториясымен бірлесіп, Юпитердің жанындағы астероидтарды іздеу болды. Ол аяқталғаннан кейін тағы бір зерттеу жүргізілді, ол Уппсала–DLR Астероидтық зерттеуі, бұл жолы Жерге жақын астероидтарға баса назар берілді. Екі зерттеудің нәтижесінде көптеген объектілер табылды.
Суборбитальды ғарыш жазықтығы
Суборбитальды ғарыш ұшағын зерттеу барысында, DLR Hermes ғарыш ұшағы бағдарламасы үшін Falke прототипін жасады, іске аспаған Sanger II жобасына қатысты және 2005 жылдан бері жылдам континентаралық жолаушы тасымалын мүмкін ететін тұжырымдама бойынша жұмыс жүргізіп келеді. SpaceLiner – тік көтеріліп, ұшақтай қонатын, қайта пайдалануға болатын көлік құралы.
RETALT
DLR – RETALT (RETro Propulsion Assisted Landing Technologies) бағдарламасының серіктесі, ол орбитаға екі сатылы және орбитаға бір сатылы қайта пайдаланылатын ұшыру жүйелерін жасауға бағытталған.
Ұшақ құрылымы
DLR Еуропалық H2020 жобаларына (AGILE, AGILE4.0) қатысады, олардың мақсаты – үлестірілген талдау аяларын қолдану арқылы әуе кемесін жобалауда көпсалалық оңтайландыруды жетілдіру.
Зерттеу ұшақтары
DLR Еуропадағы ең ірі зерттеу ұшақтары паркін пайдаланады. Ұшақтар зерттеу нысандары ретінде де, зерттеу құралдары ретінде де қолданылады. DLR-дің зерттеу ұшақтары түрлі зерттеу миссиялары үшін платформа ұсынады. Ғалымдар мен инженерлер оларды практикалық, қолданбалы мақсаттарда пайдалана алады: Жерді қадағалау, атмосфераны зерттеу немесе жаңа ұшақ компоненттерін сынау. Мысалы, DLR қанаттың дірілдеуін және оны жою жолдарын зерттейді, бұл ұшақ шуын азайтуға көмектеседі. "Ұшу симуляторлары" деп аталатын құрылғылар әлі құрылмаған ұшақтардың ұшу қасиеттерін модельдеу үшін қолданылуы мүмкін. Бұл әдіс, мысалы, Airbus A380 ұшағының дамуының бастапқы кезеңдерінде сынақтан өткізу үшін пайдаланылды. VFW 614 ATTAS бірнеше жүйелерді сынау үшін қолданылды. 2009 жылдан бастап атмосфераны зерттеу және Жерді қадағалау үшін HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) жоғары биіктіктегі зерттеу ұшағы пайдаланылатын болады. 15 километрден астам биіктікте ұша алатын және 8000 километрден астам қашықтыққа ұшатын HALO тұңғыш рет континенттік масштабта, тропиктерден полюстерге дейінгі барлық ендіктерде және төменгі стратосфера биіктігіне дейін деректер жинау мүмкіндігін ұсынады. 2008 жылдың соңынан бері неміс аэроғарыш орталығында қолданылып келе жатқан Airbus A320 232 D ATRA – парктің ең соңғы және ең ірі толықтыруы. ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) – Еуропалық аэроғарыш зерттеулеріндегі ұшу сынақ орталықтары үшін жаңа стандартты белгілейтін, заманауи және икемді ұшу сынақ платформасы, және бұл тек оның өлшемімен ғана байланысты емес. DLR және NASA бірлесіп SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) инфрақызыл телескопын пайдаланады. Германияда жасалған рефлекторлық телескопты орналастыруға мүмкіндік беретін өзгертілген фюзеляжы бар Boeing 747SP әуедегі зерттеу платформасы ретінде қолданылады. Ұшақ Драйден ұшу зерттеу орталығында (USAF Plant 42), Калифорния штатының Палмдейл қаласында басқарылады. Байқау ұшулары аптасына 3-4 түн бойы, бір ретке 8 сағатқа дейін және 12-14 километр биіктікте жүргізіледі. SOFIA 20 жыл бойы жұмыс істеуге есептелген. Бұл 1974 жылдан 1995 жылға дейін пайдаланылған Kuiper Airborne Observatory (KAO) ұшағының ізбасары. 2020 жылдың 31 қаңтарында DLR өзінің ең жаңа ұшағын – Falcon 2000LX ISTAR (In flight Systems & Technology Airborne Research) ұшағын пайдалануға берді.
Эмиссияларды зерттеу
DLR әуе көлігі салдарынан туындайтын шу мен зиянды шығарындыларды зерттеуді жүргізеді. Әуе қатынасының өсуі шу ластанудың артуына әкеп соқпауы үшін, DLR шуды азайту мүмкіндіктерін зерттеуде. Мысалы, "Төмен шумен ұшып келу және ұшып кету процедуралары" ("Lärmoptimierte An und Abflugverfahren") ғылыми-зерттеу жобасы "Тыныш көлік" ("Leiser Verkehr") ұлттық ғылыми-зерттеу жобасының бір бөлігі болып табылады. Бұл жобаның мақсаты – ұшып көтерілу және қону кезінде туындайтын шуды азайтуға болатын ұшу процедураларын табу. Бір тәсіл – ұшып көтерілу кезінде көптеген микрофондарды пайдалану арқылы жердегі шудың таралуын талдау. Зерттеушілер шудың бастапқы көзін азайтуға тырысуда, мысалы, ұшақ корпусы мен қозғалтқыш шуына назар аударуда. Олар "антишу" деп аталатын технологияны қолдану арқылы қозғалтқыштарда туындайтын шуды азайтуға үміттенеді. Неміс аэроғарыш орталығының әуе көлігі салдарынан туындайтын зиянды шығарындыларды зерттеу жұмысы, мысалы, әлемдік әуе кемелерінің паркін сутегімен қозғалтуға ауыстырудың салдарына қатысты модельдік есептеулерді қамтиды. Әуе қатынасының өсу қарқыны орташа көрсеткіштен жоғары. Бұл, сутегімен қозғалтылатын, шығарындысыз ұшу технологиясы әуе трафигінің өсуінің қоршаған орта мен климатқа тигізетін әсерін шектеуге көмектесе ме деген сұрақ тудырады.
Сутегі энергия тасымалдаушы ретінде
"Гидросол" және "Гидросол 2" – DLR ғалымдарының қатысатын энергия зерттеу жобаларының бірі. Ғалымдар алғаш рет күн энергиясын қолданып, суды жылулық түрде бөліп, шығарындыстарсыз сутегі мен оттегі өндірді. Осы жетістігі үшін DLR тобы және бірнеше басқа зерттеу топтары Еуропалық Комиссия құрған Декарт сыйлығымен марапатталды. Испаниядағы Plataforma Solar de Almería орналасқан FP6 Hydrosol II пилоттық реакторы (шамамен 100 кВт) күн энергиясын пайдаланып термохимиялық сутегі өндіру үшін 2005 жылдың қараша айында іске қосылды және 2008 жылдан бері үздіксіз жұмыс істеп келеді.
Жол қозғалысы
2006 жылғы FIFA әлем чемпионатында DLR көлік қозғалысының тығырылуын болдырмауға бағытталған «Футбол» жобасын іске қосты. Бұл көлік талдау жобасында Берлин, Штутгарт және Кельн қалаларының әуеден жол қозғалысы туралы деректер алынып, жол қозғалысын болжау үшін пайдаланылды. Деректерді алу үшін дәстүрлі және термографиялық камераны біріктіретін сенсорлық жүйе қолданылды. Зеппелин, ұшақ және тікұшақ әуедегі зерттеу платформалары ретінде пайдаланылды. Бейне талдау бағдарламалық құралы жол қозғалысының ағымдағы параметрлерін және жол қозғалысын болжауды көрсететін әуе суреттерін жасады. Осылайша, жол бақылау орталықтары дерлік нақты уақыт режимінде жол қозғалысы туралы ақпарат ала алды және қажет болған жағдайда жол пайдаланушыларын басқа бағытқа бұру мүмкіншілігі болды.
Күн мұнарасы бар электр станциясы
2007 жылы PS10 күн электр торабы коммерциялық түрде жұмыс істейтін алғашқы күн электр станциясы ретінде пайдалануға берілді. Оның қуаты он бір мегаватт, және ол Севилья қаласының жанында, Санлукар-ла-Майор (Испания) ауданында орналасқан. DLR осы типтегі электр станцияларының технологиясын дамытуға белсенді қатысады. Күн мұнарасы электр станцияларында күнге бағытталған айналар (гелиостаттар) күн сәулесін мұнара үстіндегі орталық жылу алмастырғышқа (қабылдағышқа) шоғырландырады. Бұл арқылы жоғары температуралы процестік жылу өндіріледі, оны газ немесе бу турбиналық электр станцияларында электр энергиясын өндіру үшін, содан кейін мемлекеттік электр желісіне беруге болады. Болашақта күн энергиясын жылу мұнарасы технологиясы шығарылымсыз сутек сияқты күн отынын өндіру үшін де қолданылуы мүмкін.
Ғарыш миссиялары
DLR (немесе бас мекеме) ғарыш миссияларының мысалдары. Мазмұны ғылым, редакциялық материалдар және суреттерді қамтиды.