Im Programm "Erforschung des Weltraums" fördert und betreut die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR wissenschaftliche Experimente und Projekte im Weltraum, die sich mit der Erforschung von Objekte in unseren und anderen Sonnensystemen bis hin zu weit entfernten Galaxien und das Universum als Ganzes befassen.
Astronomie und Astrophysik
Der Einsatz von Weltraum-Teleskopen und -Sensoren trägt dazu bei, die Entstehung und Entwicklung des Universums und aller seiner Bestandteile und Strukturen besser zu verstehen. Die Nutzung von Satelliten und Raumsonden ist hierfür zwingend erforderlich, weil Untersuchungen vom Erdboden oftmals nicht möglich sind. Grund dafür ist die Undurchlässigkeit der Erdatmosphäre für bestimmte Strahlungsarten, wie zum Beispiel Infrarot- oder Röntgenstrahlung. Wichtige Forschungsthemen sind zurzeit die "Dunkle Materie" und die "Dunkle Energie". Es ist eine bedeutsameder großen wissenschaftlichen Herausforderungen, die Natur dieser rätselhaften Formen der Materie und Energie aufzuklären und somit unser physikalisches Weltbild zu erweitern. Ein weiteres hochaktuelles Thema ist der Nachweis von "Gravitationswellen" und die Charakterisierung ihrer Quellen.
Darüber hinaus beschäftigt sich die weltraumgestützte Astronomie mit der Entstehung und Entwicklung von Galaxien und Sternen. Hierbei versucht sie etwa, die Rolle von schwarzen Löchern in den Zentren der Galaxien und die Bedeutung von aktiven Galaxienkernen bei der Entwicklung der Galaxienpopulation und des Universums aufzuklären.
Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems
Mit wissenschaftlichen Instrumenten ausgerüstete Raumsonden liefern Bilder und Daten von Planeten, Monden und kleinen Körpern (wie Asteroiden und Kometen) in unserem Sonnensystem. Ziel der Planetenforschung ist es, die Entstehung und den Aufbau dieser Körper zu verstehen. Aus den Erkenntnissen der vergleichenden Planetologie können Rückschlüsse auf die Erdgeschichte und -entwicklung gezogen werden, die beispielsweise bei Klimamodellen für unsere Erde von Nutzen sind. Mittlerweile sind zudem tausende Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, so genannte extrasolare Planeten (Exoplaneten) entdeckt worden. Mit der Erforschung des Sonnensystems und extrasolarer Planetensysteme kommt die Wissenschaft einer Antwort auf die offene Frage nach der Entstehung des Lebens näher.
Auch an unserer Sonne, dem nächsten Stern, können Forscher fundamentale astrophysikalische Prozesse mit extrem hoher räumlicher Auflösung analysieren. Die Beobachtungen liefern Beiträge zum Verständnis der physikalischen Vorgänge sowohl in der Sonne als auch im Raum zwischen den Planeten, der vom Sonnenwind und dem Magnetfeld der Sonne durchdrungen ist. Aus Satellitendaten lassen sich Modelle herleiten, wie das irdischen Magnetfelds und die Erdatmosphäre durch den Sonnenwind beeinflusst werden. Diese Phänomene werden im erdnahen Orbit auch als Weltraumwetter bezeichnet und sind von hoher Relevanz für den Betrieb von Satelliten und die Sicherheit der Energieversorgung (Stromnetze) auf der Erde.
Die fundamentalen Gesetze der Physik
Der Weltraum bietet Bedingungen, die in Laboratorien auf der Erde nicht erreicht werden können, wie Schwerelosigkeit, Erschütterungsfreiheit und Ultrahochvakuum. Diese Bedingungen lassen in der Metrologie, Quantenoptik und Atomphysik Messungen mit erheblich höherer Präzision als auf der Erde zu. Sie ermöglichen damit die experimentelle Überprüfung von fundamentalen Gesetzmäßigkeiten der Physik an der Nachweisgrenze des Messbaren. Dafür werden unter anderem neue Technologien entwickelt, um wie zum Beispiel die von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten und inzwischen nachgewiesenen Gravitationswellen vom Weltraum aus auch in Frequenzbereichen zu detektieren, die von Erdboden aus unzugänglich bleiben. Auf diese Weise erweitern sich die Möglichkeiten, die Gravitationskraft, welche die Entwicklung des Universums dominiert, tiefer zu verstehen.
Nationales Programm
Das Nationale Programm ist eine der Säulen für die wissenschaftliche Erforschung des Weltraums.Die Gestaltung des Fachprogramms Erforschung des Weltraums erfolgt gemeinsam mit der wissenschaftlichen Gemeinde.
ESA-Programme
Im Rahmen der Langzeitprogramme zur Erforschung des Weltraums trägt Deutschland maßgeblich zu den derzeit neun erfolgreichen laufenden Missionen bei.