Am Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR) wird auf den Gebieten unbemannte Flugsysteme (UAS), Fluggestützte Geowissenschaften sowie Weltraummüll gearbeitet. Die Interdisziplinarität der Luftfahrt-Systemtechnik manifestiert sich insbesondere im Bereich der automatischen Kleinstflugzeuge. Das Mikroflugzeug CAROLO P50 flog im April 2004 als bisher kleinstes Fluggerät mit nur 50 cm Spannweite vollkommen automatisch, inkl. Start und Landung, entlang vordefinierter Wegpunkte. Für wissenschaftliche Missionen mit UAS ist in der Regel eine ausreichende Nutzlast und Flugzeit erforderlich. Zu diesem Zweck wurden und werden die UAS der CAROLO-Familie entwickelt, die Nutzlasten von mehr als 1 kg und Flugzeiten von etwa einer Stunde oder mehr erlauben. Für den Einsatz von UAS entwickelt das ILR neben der wissenschaftlichen Nutzlast Autopiloten und Sensorik, integrierte Navigationsalgorithmen und darauf aufbauend auch die Flugführungs- und Flugregelungsalgorithmen. Für gesteigerte Autonomie wird an Neuronalen Netzen, Sense & Avoid sowie Algorithmen und Hardware zur On-Board-Bildverarbeitung geforscht.