Projekte

Mit Aeolus hat die ESA erstmalig den assistierten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre eines Satelliten durchgeführt, der nicht für solche Manöver konzipiert wurde. Im Auftrag des eng mit der ESA kooperierenden Weltraumlagezentrums bot das Weltraumbeobachtungsradar TIRA entscheidende Missionsunterstützung durch zeitkritische Trackingdaten und hochauflösende Radaraufnahmen zur Vorbereitung und Durchführung des Wiedereintritts sowie für künftige Vorhaben.

Seit fast einem Jahrhundert haben sich die Betriebshöfe deutscher Straßenbahnbetriebe kaum verändert. Noch immer werden alle Fahrzeugbewegungen manuell durch Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ausgeführt. Dabei sind Fahrbetrieb und Rangierfahrten meist strikt voneinander getrennt. Straßenbahnen werden an festgelegten Übergabepunkten übergeben; Wasch- oder Wartungsplätze werden manuell angefahren. Auf einem durchschnittlichen Betriebshof legen die Beschäftigten täglich mehrere Kilometer zu Fuß zurück und führen rund 100 Fahrzeugbewegungen durch, die nicht der Personenbeförderung dienen.

Im Projekt RADIKAL (Radarsensorik für automatisierte Drohnensteuerung mit intelligenter Kamera-Bildverarbeitung und abgesicherter Landung) werden innovative Sensor- und Assistenzsysteme für autonome Transportdrohnen entwickelt. Ziel ist es, den sicheren und flexiblen Einsatz von Drohnen in der Logistik entscheidend voranzubringen – insbesondere im Expressverkehr, auf der letzten Meile sowie in der industriellen Intralogistik.

Faserverbundwerkstoffe gelten als Schlüsseltechnologie moderner Leichtbaukonzepte. Sie vereinen hohe Festigkeit mit geringem Gewicht und leisten damit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz – etwa durch die Reduktion von Energieverbrauch und Emissionen im Mobilitäts- sowie Industriesektor. Gleichzeitig stellen sie hohe Anforderungen an die Qualitätssicherung in der Produktion. Fehler wie Delaminationen, Lufteinschlüsse oder Materialunregelmäßigkeiten sind häufig schwer zu erkennen, können jedoch die Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Bauteile erheblich beeinträchtigen.

Die zunehmende zivile und militärische Nutzung des Weltraums verlangt eine präzise Erfassung der Weltraumlage, um Kollisionen zu vermeiden, Wiedereintritte zu prognostizieren und Objekte zu charakterisieren. Netzwerke aus Phased-Array-Radaren können dabei die räumliche Abdeckung, Empfindlichkeit, Bahngenauigkeit und Klassifikation verbessern. Am Fraunhofer FHR werden dazu Konzepte, Betriebsmoden, Signalprozessierung und Ressourcen-Management entwickelt und durch Simulationen analysiert. Damit entstehen technologisch fundierte Lösungen, die den steigenden Anforderungen moderner Weltrauminfrastrukturen gerecht werden.

SCaRL ist ein selbst-entwickelter, großflächiger synthetischer Datensatz, um das Training und die Validierung von autonomen Fahrsystemen zu unterstützen. Aufbauend auf unserem vorangegangenen CARLA-Simulator stellt SCaRL vollständig synchronisierte Daten aus einer vollständigen und vielfältigen Sensorik bereit – darunter RGB-, Semantik-, Instanz- und Tiefenkameras, kohärentes LiDAR mit Doppler-Fähigkeit sowie MIMO-FMCW-Radar. Er umfasst 140.000 zeitlich abgestimmte Frames mit dynamischen, Multi-Akteur-Verkehrsszenarien.

Beim Einsatz luftgestützter Radarsysteme ist es ein zentrales Ziel, möglichst präzise Ergebnisse bei der Detektion und Klassifikation von Objekten am Boden zu gewinnen. Forschungen am Fraunhofer FHR haben gezeigt, dass sich mit multidimensionaler Radarbildgebung wertvolle zusätzliche Informationen über eine Szenerie gewinnen lassen. Das Institut bearbeitet dieses Thema im Auftrag der Bundeswehr und wirkt dazu aktiv in entsprechenden NATO-Forschungsgruppen mit.

Die Zukunft der Weltraumbeobachtung liegt in multistatischen Radar-Systemen – und das Fraunhofer FHR ist der Partner, um diese Schlüsseltechnologie zu nutzen. Mit dem weltweit führenden Tracking and Imaging Radar TIRA bietet das Institut bereits heute eine einzigartige Infrastruktur, die durch strategische Kooperationen kontinuierlich erweitert wird.

Das Fraunhofer FHR ist mit einer Vielzahl von Instrumenten und Einrichtungen ausgestattet, um zahlreiche Arten von Hochfrequenzmessungen durchführen zu können. Dazu gehören die Charakterisierung von Antennen und HF-Schaltungen, der monostatische Radarrückstreuquerschnitt (RCS) und Messungen elektromagnetischer Materialparameter. Zusätzlich zu den Standardverfahren können auch speziell zugeschnittene Messlösungen entwickelt werden. Hier leisten die hauseigenen feinmechanischen Werkstätten wertvolle Dienste.

Mehr als 2.700 inaktive Satelliten, über 54.000 Trümmerstücke größer als 10 cm und 1,2 Millionen Trümmerstücke zwischen 1-10 cm: Die zunehmende Menge an Weltraummüll stellt eine gewaltige Bedrohung der Weltrauminfrastruktur dar. Kollisionen und weitere Fragmentierung der Objekte bedrohen operative Satelliten und damit kritische Dienste in Kommunikation, Navigation und Erdbeobachtung. Im Projekt STRATOLASER forscht das Fraunhofer FHR als Teil eines Konsortiums an einer neuartigen Lösung zur Beseitigung von Weltraumschrott. Ziel ist der Aufbau eines Demonstrators eines Laserablationssystem auf einem Stratosphärenballon.