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Khalil ist studierter Luft- und Raumfahrtingenieur und beschäftigt sich in seiner Forschung mit Formationsflügen, Rendezvous und Andockmanövern sowie der Nachhaltigkeit in der Raumfahrt. Seine Arbeit konzentriert sich auf den Einsatz innovativer Modelle, Komponenten und Algorithmen zur Revolutionierung der Steuerung, Navigation und Regelung verteilter Raumfahrtsysteme. Typische Anwendungsszenarien seiner Forschung umfassen die aktive Beseitigung von Weltraumrückständen sowie die Wartung, Montage und Fertigung im Orbit.

Khalil studierte Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart und promovierte zum Dr.-Ing. an der Technischen Universität Braunschweig, wo sich seine Dissertation mit der Steuerung, Regelung und dem Andocken für CubeSat-basierte aktive Weltraummüllbeseitigung beschäftigte. Bevor er an die Universität Würzburg kam, leitete er die SmallSat Rendezvous & Robotics Group an der Technischen Universität Berlin und hatte Forschungspositionen an der Technischen Universität Braunschweig, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und bei Airbus Defence and Space inne.