Das Nationale Programm ist eine der Säulen zur wissenschaftlichen Erforschung des Weltraums. Die innerhalb der Europäischen Weltraumorganisation ESA ermöglichten Fluggelegenheiten werden erst durch die Forschungsinstrumente, die in ihren einzelnen Mitgliedstaaten entwickelt und beigestellt werden, zu wissenschaftlich herausragenden Missionen. Daneben leistet das Nationale Programm auch Beiträge zu Projekten außerhalb des ESA-Programms, etwa in Zusammenarbeit mit NASA, CNES und Roskosmos. Es gibt zudem aus Japan, Indien und China eine starke Nachfrage nach deutschen wissenschaftlichen und technologischen Beteiligungen.
Bilaterale und multilaterale Kooperationen
Ein prominentes Beispiel einer bilateralen Mission ist das Röntgen-Teleskop eROSITA zur Erforschung des Ursprungs und der Entwicklung des Universums. Es ermöglicht die Identifikation auch weit entfernter Galaxienhaufen, die als die größten schwerkraftgebundenen Objekte die Struktur des Universums widerspiegeln. Weil das Licht der weiter entfernten Haufen länger braucht, um uns zu erreichen, sehen wir sie in einem jüngeren Stadium. Hieraus lässt sich die zeitliche Entwicklung des Weltalls ableiten, was wiederum Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Dunklen Energie und der Dunklen Materie ermöglicht. Das Teleskop ist das Hauptinstrument auf der russischen Mission "Spektrum-Röntgen-Gamma", die im Jahre 2019 vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur gestartet wurde.
Eine weiteres Beispiel einer maßgeblichen Beteiligung deutscher Wissenschaftler an einer internationalen Zusammenarbeit ist die Asteroiden-Mission Dawn. Mit dieser Raumsonde wurden zwischen 2011 und 2018 zwei der größten Objekte im Asteroidengürtel, Vesta und Ceres, untersucht. Er wurden dabei wichtige Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung der Planeten in der Frühzeit unseres Sonnensystems erhalten.
Bereits 2010 hat das deutsch-amerikanische Astronomie-Programm SOFIA seine auf 20 Jahre ausgelegte wissenschaftliche Arbeit aufgenommen. Bei SOFIA handelt es sich um ein fliegendes Observatorium für Infrarot-Astronomie. Das Flugzeug - eine modifizierte Boeing 747SP - wird von der NASA betrieben, das Teleskop wurde vom DLR beigestellt. Wissenschaftliche Schwerpunkte sind die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Sonnensystemen aus interstellaren Molekül- und Staubwolken und die Erforschung von Galaxien.
Wissenschaftliche Exzellenz
Die Gestaltung des Fachprogramms Erforschung des Weltraums erfolgt gemeinsam mit der wissenschaftlichen Gemeinde. Anregungen für neue Teilprogramme und Projektvorschläge kommen von einzelnen Wissenschaftlern oder Wissenschaftlergruppen. Über ein umfangreiches Beratungs- und Begutachtungswesen, an dem sich die wissenschaftlichen Nutzer beteiligen, werden die Inhalte des Programms im wissenschaftlichen Wettbewerb definiert. Das Grundprinzip ist dabei "Best Science".
Das Programm wird in Deutschland von zahlreichen Gruppen an Universitäten, Max-Planck-, DLR-, Leibniz-, Fraunhofer- und Landes-Instituten getragen. Dabei hat sich eine intensive Zusammenarbeit zwischen diesen Forschungseinrichtungen entwickelt. Für die Durchführung und wissenschaftliche Betreuung der Projekte stellen die beteiligten Institute erhebliche eigene Ressourcen zur Verfügung. Sie wirken maßgeblich bei der Definition und Entwicklung der Instrumente mit und führen die Datenauswertung und -interpretation durch.