Auch in diesem Arbeitsgebiet kommt Auswahl und Training von operationellem Personal (Wissenschaftsastronauten) eine zentrale Bedeutung zu. Seit 1977 führt das DLR Auswahlen und Trainings für Weltraummissionen durch (siehe Raumfahrtforschung).
Missionen:
Die wissenschaftlichen Aktivitäten konzentrieren sich seit 1991 auch auf Auswirkungen der Weltraumumgebung auf Befindlichkeit und mentale Leistungsfähigkeit von Astronauten.
Drei Missionen enthielten Untersuchungen und Experimente des DLR bzw. unter DLR-Beteiligung: Mir'92 (1992), MIR'92E (1994/1995; 14 Monate Aufenthalt im Weltraum. Weltrekord!) und MIR'97 (1997).
Deutsche Wissenschaftsastronauten:
Reinhold Ewald Klaus-Dietrich Flade Reinhard Furrer (verstorben) Sigmund Jähn Ulf Merbold Ernst Messerschmid Hans Schlegel Thomas Reiter Gerhard Thiele Ulrich Walter