Die Abteilung Transport- und Antriebssysteme beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung von Technologien für Transport- und Antriebssysteme von Raumfahrtsystemen.

Forschungsschwerpunkt ist hierbei die Handhabung der Treibstoffe in den treibstofflagernden und treibstoffführenden Komponenten, wie den Tanks und Förderleitungen, insbesondere für kryogene Oberstufensysteme. Das effiziente Management und die erfolgreiche Beherrschung der Treibstoffhandhabung von kryogenen Oberstufensystemen ist eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der Entwicklungsziele. Hier geht es zum Beispiel um die Realisierung von Missionen mit langen ballistischen Freiflugphasen und mehrfachen Wiederzündungen des Triebwerks. 

Kryogene Tanksysteme, Handhabungssysteme für Flugphasen mit geringer Beschleunigung, kryogener Treibstofftransfer, Handhabungstechnologien und Langzeitspeicherung kryogener Medien gehören dabei zum Forschungsfokus.

Das Institut für Raumfahrtsysteme verfügt zur Erforschung und Entwicklung der aufgeführten Technologien über ein Kryo-Labor mit speziellen Testeinrichtungen mit Alleinstellungsmerkmal. Im Kryo-Labor können Experimente mit tiefkalten flüssigen Gasen, den Realtreibstoffen der Trägersysteme, bis hin zum flüssigen Wasserstoff bei -253°C durchgeführt werden.

Ausserdem entwickelt die Abteilung numerische Simulationswerkzeuge für die Beschreibung und Analyse des Treibstoffverhaltens und die Auslegung der betrachteten Systeme.

Die Abteilung leitet das Projekt „Forschungsverbund Oberstufe“, in dem kooperativ unter Mitwirkung weiterer DLR-Institute, der Universität Bremen und der nationalen Raumfahrtindustrie an identifizierten Schlüsseltechnologien geforscht wird. Ziel ist die Stärkung der nationalen Oberstufenkompetenz. Einen wesentlichen Beitrag liefern die im Kryo-Labor gewonnenen Erkenntnisse.