Das Wissenschaftsprogramm der ESA besitzt ein weltweit anerkanntes hohes Niveau. Im Rahmen der Langzeitprogramme zur Erforschung des Weltraums, "Horizon 2000" beziehungsweise "Horizon 2000plus", trägt Deutschland maßgeblich zu den laufenden Missionen Gaia, INTEGRALCluster, XMM,-Newton, Solar Orbiter, BepiColombo, ExoMars, Mars Express und SOHO bei.
Zu diesen Langzeitprogrammen gehörten auch die inzwischen abgeschlossenen Missionen Herschel und Planck, sowie Rosetta, LISA-Pathfinder, Venus Express und CoRoT, an deren Erfolg deutsche Wissenschaftler wichtigen Anteil hatten.
Entsprechend seines finanziellen Beitrags, dem höchsten aller Partner, spielt Deutschland eine wichtige Rolle bei der Definition und Umsetzung der wissenschaftlichen Missionen. Hierbei hat sich eine gut funktionierende Arbeitsteilung entwickelt, bei der die Mitgliedstaaten die wissenschaftlichen Instrumente für ESA-finanzierte Missionen entwickeln.
Deutschland will seinen Platz auf dem Gebiet der Erforschung des Weltraums in einem scharfen wissenschaftlichen Wettbewerb ausbauen. Auch in Zukunft sollen deutsche Forscher mit ihrer wissenschaftlichen und technischen Kompetenz im Wissenschaftsprogramm der ESA und anderer nationaler Agenturen gefragte und geschätzte Partner sein.
Deutsche Wissenschaftler tragen mit ihren Beiträgen erheblich dazu bei, dass in Europa einzigartige Daten in Astronomie, Astrophysik, Sonnen- und Planetenforschung gewonnen werden. Besonders hervorzuheben sind aus deutscher Sicht unter den erzielten Erfolgen: Die Kometensonde Rosetta, die von 2014 bis 2016 ihren Zielkometen erforscht und den Lander Philae abgesetzt hat, die Bilder der hochauflösenden Kamera auf Mars Express und die spektakuläre Landung der Huygens-Sonde auf dem Saturnmond Titan - die am weitesten von der Erde durchgeführte Landung auf einem fremden Himmelskörper.
Bei folgenden ESA-Missionen in der Betriebsphase ist die wissenschaftliche "Ernte" in vollem Gange. Einige der Missionen, wie die des Röntgenteleskops XMM-Newton oder des Gammastrahlenobservatoriums INTEGRAL, wurden bereits mehrfach verlängert, da die nach wie vor bestehende große Nachfrage nach Beobachtungsmöglichkeiten dies voll und ganz rechtfertigt.
Horizon 2000/2000plus
Die ESA-Programm Horizon 2000/2000plus wurden mit den Starts wichtiger Missionen bis 2018 abgeschlossen. Zu ihnen gehört die im Dezember 2013 gestartete Astrometrie-Mission Gaia, mit der Position, Eigenbewegung und Helligkeiten von über einer Milliarde Sterne mit hoher Genauigkeit bestimmt werden sollen. Zudem wurde die Mission LISA-Pathfinder, eine Technologie-Vorläufermission zum kommenden Gravitationswellen-Detektor LISA erfolgreich abgeschlossen. Die gemeinsam mit der japanischen Weltraumagentur JAXA 2018 gestartete Mission BepiColombo stellt eine weitere große Herausforderung dar. Mit ihr werden zwei separate Sonden zum sonnennächsten Planeten Merkur gesandt, einerseits zur detaillierten Kartografie und Bestimmung der Oberflächenstruktur, andererseits zur Untersuchung des Magnetfeldes und des inneren Aufbaus des Planeten. Weiterhin steht mit dem großen James Webb Space Telescope (JWST) der NASA eine weitere wichtige Mission auf dem Programm.
Cosmic Vision 2015-2025
Im aktuellen ESA-Programm Cosmic Vision steht die Entwicklung von drei großen Missionen (L-Missionen), fünf mittleren Missionen (M-Missionen) sowie einer schnellen Mission (F-Mission) an. Deutsche Wissenschaftler beteiligen sich maßgeblich an den Vorschlägen und der Instrumentbeistellungen an den ausgewählten Missionen.
JUICE, die erste große Mission zur Erforschung des Planeten Jupiter und seiner eisigen Monde Ganymed, Kallisto und Europa (L1, Start 2022) befindet sich derzeit in der Entwicklungsphase. Für die zweite und dritte große ESA-Mission (L2 und L3) wurden im November 2013 die wissenschaftlichen Themen festgelegt: Die für 2028 geplante L2-Mission steht unter dem Thema "Das heiße und energiereiche Universum". Zu diesem Zweck soll das Röntgenobservatorium ATHENA gebaut werden, das die Leistungsfähigkeit der im Betrieb befindlichen Mission XMM-Newton um mehrere Größenordnungen übertrifft. Thema der L3-Mission ist "Das gravitative Universum". Hierfür soll das Gravitationswellen-Observatorium LISA entwickelt und gebaut werden, dass ab 2034 in Betrieb gehen soll und auf den Erfahrungen von LISA-Pathfinder aufbaut.
Die erste mittlere Mission Solar Orbiter (M1) zur Erforschung der Sonne ist 2020 erfolgreich gestartet und liefert bereits die ersten wissenschaftlichen Daten. Mit den Arbeiten zu den mittleren Missionen Euclid (M2, Start 2022) zur Erforschung der dunklen Energie und PLATO (M3, Start 2026) zur Entdeckung von Explonaten wurde bereits begonnen. 2018 wurde die Mission Ariel (M4, Start 2028) zur Charakterisierung von Exoplaneten ausgewählt. Die Auswahl der M5-Mission steht im Frühjahr 2021 an. 2019 wurde die erste schnelle Mission Comet Interceptor (F1, Start 2028) zur Realisierung ausgewählt. Die Sonde soll einen bisher noch unbekannten Kometen oder interstellares Objekt untersuchen. Künftige Ausschreibungen für das "Cosmic Vision 2015-2025"-Programm und sein Nachfolgeprogramm "Voyage 2050" werden durch Vorstudien und Technologieentwicklungen für deutsche Experimentvorschläge unterstützt.