Expertise
Das Institut entwickelt innovative Sensoren, Algorithmen und Anwendungen für boden-, luft- und satellitengestützte Erdbeobachtung mit Mikrowellen. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt auf der Konzeption und Umsetzung neuer Technologien, Techniken und Anwendungen für innovative Radarmissionen, die Grundlage für seine langfristige strategische Ausrichtung sind. Beispiele hierfür sind die Raumfahrtprojekte TerraSAR-X, TanDEM-X und SAR-Lupe sowie das flugzeuggetragene Radarsystem F-SAR.
Das Institut arbeitet auch an zukünftigen Fernerkundungs- und Aufklärungssystemen wie Sentinel-1 (Copernicus-Programm der ESA/EU), TerraSAR-NG (Nachfolge zu Terra-SAR-X), HRWS (X-Band-SAR der nächsten Generation mit hochauflösender Bildgebung bei gleichzeitig breiter Abdeckung am Boden), Tandem-L (Vorschlag für eine L-Band-Mission), BIOMASS (ESA Earth Explorer Mission), VABENE (DLR-Verkehrsprojekt) sowie am SAR-Lupe-Nachfolgeprogramm. Diese Projekte werden durch Forschungsarbeiten flankiert, um den Schritt voraus zur Entwicklung neuer Forschungsaufgaben zu bewahren. Beispiele hierfür sind bistatische und multistatische SAR-Systeme, polarimetrische SAR-Interferometrie und -Tomographie, Kalibrierung von Radarsystemen auf Satelliten, Radarsignaturen, Antennen sowie radiometrische Abbildungsverfahren.
Künftige Forschung und Projekte
Mit Blick auf die kommenden Jahre wird das Institut auch weiterhin an Projekten mitarbeiten bzw. neue Projekte initiieren, die maßgeblich für die langfristige Strategie des Instituts ausgelegt sind. Die Tabelle unten zeigt die wichtigsten Projekte. Ihre Anzahl ist seit 2006 deutlich gestiegen.
Hinsichtlich der Beteiligung an den Projekten TerraSAR-X, TanDEM-X und SAR-Lupe wurde ein hochqualifiziertes Projektteam zusammengestellt. Wegen des hohen Innovationsgrades in Wissenschaft und Technik ist Tandem-L das wichtigste Projekt des Instituts in den nächsten Jahren. Nach TanDEM-X ist es ein weiterer Meilenstein im Zeitplan auf dem Weg der nationalen Entwicklung von Satelliten-SAR-Systemen.
Nationale Missionen und Projekte
Die hochauflösenden nationalen Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X wurden in 2007 und 2010 gestartet. Der Tandembetrieb beider Satelliten mit dem Ziel der DEM-Generierung der Erde (Höhenprofil) ist bis Herbst 2016 geplant. Eine Verlängerung des Betriebs wird erwartet, weil TerraSAR-X noch voll funktionsfähig ist und über genügend Treibstoffreserven verfügt. Obwohl die nominelle Laufzeit von TerraSAR-X mit 5,5 Jahren spezifiziert worden ist, wird eine Verlängerung auf mehr als 8 Jahre erwartet. Tandem-L ist der Vorschlag für eine Satellitenmission im L-Band-Frequenzbereich. Eine Vorstudie wurde von 2008 bis 2010 durchgeführt und bis 2014 verlängert, um eine angepasste Version des ursprünglichen Missionskonzepts Tandem-L zu entwerfen. Die Entscheidung für eine Umsetzung hängt ab von der Bewilligung der beantragten finanziellen Förderung. Der Zuspruch wird für 2017 erwartet.
Das Projekt RSE (Sicherheitsrelevante Erdbeobachtung) wird vollständig vom BMVg gefördert und umfasst die Aktivitäten zu Aufklärung und Sicherheit, d.h. technische Unterstützung, Systemtechnik sowie Missionsanalyse von SAR-Lupe und seinem Nachfolgesystem SARah.
Seit 2009 ist das Institut an der Phase-A Studie von TerraSAR-NG beteiligt. TerraSAR-NG wird neue technologische Komponenten eines HRWS-SAR-Systems (X-Band-SAR der nächsten Generation mit hochauflösender Bildgebung bei gleichzeitig breiter Abdeckung am Boden) beinhalten. Im Gegensatz zu TanDEM-X werden die Systemanforderungen wesentlich durch kommerzielle Anwendungen bestimmt sein. Gemäß der PPP(öffentlich-private Partnerschaft)-Vereinbarung wird TerraSAR-NG aber Daten im X-Band-Frequenzbereich zur wissenschaftlichen Nutzung verfügbar machen.
Europäische Projekte
Sentinel-1A und Sentinel-1B sind zwei C-Band-Satelliten aus dem Copernicus-Programm der EU. Sentinel 1A wurde im April 2014 gestartet. Der Start des Zwillingssatelliten Sentinel 1B ist für 2016 geplant. Der Beitrag des Instituts liegt in der Definition eines Gesamtsystem-Kalibrierkonzepts und der Algorithmen. Das Institut hat bereits an der Kalibrierung während der Phase der Inbetriebnahme der Sentinel-1-Satelliten teilgenommen und wird auch zu der Kalibrierung der Nachfolgesatelliten der ESA beitragen.
BIOMASS (P-Band-SAR, vollpolarimetrisch) ist eine Erderkundungsmission der ESA und befindet sich aktuell in der Phase-B1-Studie. Das Institut ist, als Mitglied des wissenschaftlichen ESA-Beratungsgremiums, eingebunden in die Kalibrierung und in verschiedene wissenschaftliche Studien. Für die Radarmission BIOMASS ist das Institut Hauptauftragnehmer für die Entwicklung des Gesamtsystem-Simulators.
Das Institut ist auch bei der Entwicklung des ersten spanischen Radarsatelliten (PAZ) für die Erdbeobachtung beteiligt und liefert SW-Module für den Instrumentenbetrieb sowie für die Kalibrierung. Die PAZ-Technologie basiert auf dem TerraSAR-X-Satelliten. Der Start ist für 2015 vorgesehen.
DLR-interne Projekte
F-SAR ist das am Institut neu entwickelte flugzeuggetragene SAR-System des DLR. Im Rahmen des DLR-internen Verkehrsprojekts VABENE ist das Radarsystem technisch erweitert worden, um auch aktuelle Verkehrslagen und Zustände der Straßeninfrastruktur bei Katastrophen und Großereignissen weitflächig aus der Luft in Echtzeit analysieren zu können und die Ergebnisse über einen Datenlink an eine Bodenstation zu übertragen. Im nächsten Schritt soll ein kostengünstiges Kompaktsystem für den Allwetter-Einsatz im Katastrophenfall, basierend auf der F-SAR-Technologie, entwickelt und gebaut werden. Weiterhin ist geplant, mit F-SAR die in der Entwicklung befindlichen innovativen Konzepte zur digitalen Strahlschwenkung bis 2015 umzusetzen.
Für die DLR-Projekte MEPHISTO und ITEM-FK werden am Institut UCAV-Prototypen (unbemannte Kampfflugzeuge) und Abwehrraketen hinsichtlich ihrer Radarsignatur und damit ihrer Entdeckbarkeit sowie der Transparenz von Radomen im Hochfrequenzbereich untersucht.
Forschungsprogramme
Die im vorherigen Abschnitt genannten DLR-internen Projekte stehen im Einklang mit verschiedenen programmatischen Forschungsbereichen im DLR.
In der obigen Tabelle sind interne und externe Projekte sowie grundfinanzierte Forschungsprogramme aus den Bereichen Raumfahrt, Luftfahrt und Verkehr mit Institutsbeteiligung zusammengefasst. Beispiele aus den Forschungsprogrammen sind grundfinanzierte Forschungsthemen wie neue SAR-Konzepte, Signalverarbeitung, luftgestütztes SAR, Informationsgewinnung, Kalibrierung und Signaturen. Forschungsprogramme und Projekte sind eng miteinander verbunden.
Viele Projektarbeiten im Institut sind aus grundfinanzierten Forschungsarbeiten nach typischen Laufzeiten von 2 bis 5 Jahren hervorgegangen. Mit Blick auf den Langzeitaspekt der Projekte ist am Institut ein regelmäßig aktualisierter Zeitplan für künftige Radaraktivitäten aufgestellt worden. Bereits heute deckt das Institut mehr als 70% seines Finanzbedarfs mit Erträgen aus Projektarbeiten. Angesichts der erfolgreichen Akquirierung neuer Mittel- und Langzeitprojekte wird dieses Verhältnis auch in den nächsten 5 Jahren bestehen bleiben.