El Centro Aeroespacial Alemán ( en alemán : Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt eV , abreviado DLR , literalmente Centro Alemán para Vuelos Aéreos y Espaciales ) es el centro nacional de investigación aeroespacial, energética y de transporte de Alemania, fundado en 1969. Es Con sede en Colonia y 35 oficinas en toda Alemania. El DLR participa en una amplia gama de proyectos de investigación y desarrollo en asociaciones nacionales e internacionales. [2]
El DLR actúa como agencia espacial alemana y es responsable de la planificación y ejecución del programa espacial alemán en nombre del gobierno federal alemán . Como agencia de gestión de proyectos, el DLR coordina y responde a la implementación técnica y organizativa de proyectos financiados por varios ministerios federales alemanes. En 2020, el Centro Aeroespacial Alemán tenía un presupuesto nacional de 1.348 millones de euros. [2]
DLR tiene aproximadamente 10.000 empleados en 30 ubicaciones en Alemania. [ ¿ cuando? ] Los institutos e instalaciones están repartidos en 13 sitios, así como oficinas en Bruselas , París y Washington, DC DLR tiene un presupuesto de mil millones de euros para cubrir su propia investigación, desarrollo y operaciones. Aproximadamente el 49% de esta suma procede de fondos de terceros asignados de forma competitiva (en alemán: Drittmittel ). Además, el DLR administra alrededor de 860 millones de euros de fondos alemanes para la Agencia Espacial Europea (ESA). En su calidad de agencia de gestión de proyectos, gestiona 1.279 millones de euros en investigación por encargo de los ministerios federales alemanes. DLR es miembro de pleno derecho del Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales y miembro de la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes .
En el marco de las iniciativas del DLR para promover el talento investigador joven, se crearon 16 laboratorios escolares del DLR en la Universidad de Augsburgo , la Universidad Tecnológica de Brandeburgo , la Universidad Técnica de Darmstadt , la Universidad Técnica de Hamburgo-Harburgo , la RWTH Aquisgrán , la Universidad Técnica de Dortmund y la Universidad Técnica de Dresde. y en los últimos años en Berlín-Adlershof, Braunschweig , Bremen , Colonia-Porz, Göttingen , Jena , Lampoldshausen/Stuttgart, Neustrelitz y Oberpfaffenhofen . [3] En los School Labs del DLR los alumnos pueden familiarizarse con los aspectos prácticos de las ciencias naturales y técnicas mediante la realización de interesantes experimentos.
Los miembros del consejo ejecutivo del DLR son Anke Kaysser-Pyzalla (presidenta) desde agosto de 2015, Klaus Hamacher (vicepresidente) desde abril de 2006, Karsten Lemmer (miembro de Energía y Transporte) desde marzo de 2017 y Walter Pelzer desde 2021. [ cita necesaria ]
El moderno DLR se creó en 1997, pero fue la culminación de más de media docena de institutos espaciales, aeroespaciales y de investigación de todo el siglo XX.
La organización predecesora más antigua del DLR fue fundada por Ludwig Prandtl en Göttingen en 1907. Este Modellversuchsanstalt der Motorluftschiff-Studiengesellschaft (MLStG; en alemán "Instituto para la prueba de modelos aerodinámicos de la Sociedad de dirigibles propulsados") se convirtió más tarde en el Aerodynamische Versuchsanstalt ("Laboratorio de aerodinámica"). " o "Estación Experimental Aerodinámica").
En la década de 1920 , Max Valier , alumno del pionero de los cohetes Hermann Oberth , cofundó la Verein für Raumschiffahrt , VfR, o "Asociación de Vuelos Espaciales", con Johannes Winkler y Willy Ley . Paralelamente actuaba en colaboración con Fritz von Opel como uno de los jefes de Opel RAK , una empresa privada que condujo a los primeros vehículos cohete tripulados y aviones cohete que allanaron el camino para el programa V2 de la era nazi y las actividades estadounidenses y soviéticas a partir de 1950. adelante. El programa Opel RAK y las espectaculares demostraciones públicas de vehículos terrestres y aéreos atrajeron a grandes multitudes, provocaron entusiasmo público mundial y tuvieron un gran impacto en los pioneros posteriores de los vuelos espaciales.
La Gran Depresión puso fin al programa y poco después de su disolución, Valier finalmente murió mientras experimentaba como parte de las actividades del VfR en colaboración con Heylandt-Werke en cohetes de combustible líquido en abril de 1930. Se le considera la primera víctima mortal de la era espacial temprana. El protegido de Valier, Arthur Rudolph , desarrolló una versión mejorada y más segura del motor de Valier. Valier y von Opel habían participado en un programa que conducía directamente al uso del despegue asistido por jet para aviones muy cargados. Sus experimentos también tuvieron una tremenda influencia en Alexander Lippisch , cuya experiencia con el Ente ("Duck") propulsado por cohetes finalmente allanó el camino hacia el Messerschmitt Me-163 , el primer caza cohetes operativo.
Los experimentos privados de finales de los años 20 y principios de los 30 despertaron también el interés del ejército alemán, que proporcionó financiación para un mayor desarrollo de cohetes como sustituto de la artillería. Esto dio lugar a una serie de aplicaciones militares, entre ellas el arma terrorista V-2 de Alemania , el primer misil balístico del mundo y también el primer objeto fabricado por el hombre que superó la línea de Kármán y abandonó así la atmósfera terrestre.
En la década de 1940, la DVL (una organización hermana de AVA) financió el trabajo de Konrad Zuse en las computadoras Z3 y Z4 . Otro centro alemán de investigación de tecnología aeronáutica, el ultrasecreto Luftfahrtforschungsanstalt en Völkenrode , fundado en 1935 , que llevó a cabo investigaciones (en gran parte para la aviación militar para satisfacer las necesidades de la Luftwaffe) en paralelo a los predecesores del actual DLR, que entonces existían, no ser descubierto por los aliados hasta después del final de la guerra.
En 1947, se formó el Arbeitsgemeinschaft Weltraumfahrt ("Consorcio de Vuelos Espaciales"), lo que llevó a la formación de la Gesellschaft für Weltraumforschung (GfW; "Sociedad de Investigación Espacial") en 1948. [4]
En 1954 se fundó en el aeropuerto de Stuttgart el Instituto de Investigación sobre Física de Propulsión a Chorro (FPS). [5]
Lo que más tarde se llamó DLR se formó en 1969 como Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR; "Instituto Alemán de Pruebas e Investigación para la Aviación y los Vuelos Espaciales") mediante la fusión de varias instituciones. Se trataba del Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA), el Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL; "Laboratorio Alemán de Aviación"), el Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt (DFL; "Instituto Alemán de Investigación para la Aviación") y (en 1972) el Gesellschaft für Weltraumforschung. (GfW; "Sociedad de Investigación Espacial").
En 1989, el DFVLR pasó a llamarse Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR; "Instituto Alemán de Investigación para la Aviación y los Vuelos Espaciales"). También en 1989 se creó la Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA; "Agencia Alemana para Asuntos de Vuelos Espaciales"). [4]
Tras la fusión con la Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA; en alemán, "Agencia Alemana para Asuntos de Vuelos Espaciales") el 1 de octubre de 1997, el nombre se cambió a Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), literalmente "Centro Alemán de Aviación". y vuelos espaciales". En las publicaciones en inglés se utiliza la traducción más breve "Centro Aeroespacial Alemán".
Otras organizaciones espaciales alemanas incluyen el Institut für Raumfahrtsysteme (IRS; Instituto de Sistemas Espaciales), fundado en 1970. [6] Esto no debe confundirse con el Institut für Raumfahrtsysteme del DLR ubicado en Bremen. [7] Además, se realizan importantes contribuciones a la Agencia Espacial Europea .
La misión del DLR comprende la exploración de la Tierra y el sistema solar, así como la investigación destinada a proteger el medio ambiente y desarrollar tecnologías compatibles con el medio ambiente, y a promover la movilidad, la comunicación y la seguridad. La cartera de investigación de DLR, que cubre las cuatro áreas principales : Aeronáutica , Espacio , Transporte y Energía , abarca desde la investigación básica hasta aplicaciones innovadoras. DLR opera centros de investigación a gran escala, tanto para sus propios proyectos como para un servicio a sus clientes y socios del mundo empresarial y científico.
El objetivo de la investigación aeronáutica del DLR es fortalecer la ventaja competitiva de la industria aeronáutica y del sector de la aviación nacionales y europeos y satisfacer las demandas políticas y sociales, por ejemplo en relación con una aviación respetuosa con el clima. Las actividades de investigación espacial alemana abarcan desde experimentos en condiciones de ingravidez hasta la exploración de otros planetas y la vigilancia medioambiental desde el espacio. Además de estas actividades, el DLR desempeña tareas de autoridad pública relacionadas con la planificación y ejecución del programa espacial alemán, en su calidad de agencia espacial oficial de la República Federal de Alemania.
A la Agencia de Gestión de Proyectos del DLR (en alemán: Projektträger im DLR ) también se le han confiado tareas de autoridad pública relacionadas con la administración de subvenciones. En el ámbito de la investigación energética , el DLR trabaja en tecnologías de generación de energía altamente eficientes y con bajas emisiones de CO 2 basadas en turbinas de gas y pilas de combustible, en la generación de energía solar térmica y en el uso eficiente del calor, incluida la cogeneración basada en combustibles fósiles y renovables. fuentes de energia. Los temas que cubre la investigación sobre transporte del DLR son el mantenimiento de la movilidad, la protección del medio ambiente y el ahorro de recursos, así como la mejora de la seguridad del transporte.
Además de los proyectos ya existentes Mars Express , el sistema global de navegación por satélite Galileo y Shuttle Radar Topography Mission , en enero de 2007 se fundó en Bremen el Instituto de Sistemas Espaciales (en alemán: Institut für Raumfahrtsysteme ). En el futuro, 80 científicos e ingenieros Investigará temas como conceptos de misiones espaciales, desarrollo de satélites y tecnología de propulsión.
La cámara estéreo de alta resolución HRSC es la contribución alemana más importante a la misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea . Es la primera cámara digital estéreo que también genera datos multiespectrales y que cuenta con una lente de muy alta resolución. La cámara graba imágenes de la superficie marciana que sirvieron de base para numerosos estudios científicos. Con el HRSC, desarrollado en el Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán (en alemán: Institut für Planetenforschung ), es posible analizar detalles de no más de 10 a 30 metros en tres dimensiones.
El orbitador de cometas Rosetta es controlado desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), en Darmstadt , Alemania. [8] El DLR ha proporcionado la estructura, el subsistema térmico, el volante, el sistema de descenso activo (adquirido por DLR pero fabricado en Suiza), [9] ROLIS, la cámara que mira hacia abajo, SESAME, el instrumento sísmico y de sondeo acústico para Philae , el unidad de aterrizaje del orbitador. También gestionó el proyecto y realizó el nivel de aseguramiento del producto. La Universidad de Münster construyó el MUPUS (fue diseñado y construido en el Centro de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias de Polonia [10] ) y la Universidad Tecnológica de Braunschweig el instrumento ROMAP. El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar realizó la ingeniería de carga útil, el mecanismo de expulsión, el tren de aterrizaje, el arpón de anclaje, la computadora central, COSAC, APXS y otros subsistemas.
Las cámaras de encuadre, proporcionadas por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar y el DLR, son los principales instrumentos de obtención de imágenes de Dawn, una sonda espacial de destinos múltiples a los protoplanetas 4 Vesta y 1 Ceres lanzada en 2007. [11] Las cámaras ofrecen resoluciones de 17 m/píxel para Vesta y 66 m/píxel para Ceres. [12] Debido a que las cámaras de encuadre son vitales tanto para la ciencia como para la navegación, la carga útil tiene dos cámaras idénticas y físicamente separadas (FC1 y FC2) para redundancia, cada una con su propia óptica, electrónica y estructura. [11] [12]
DLR opera el Centro de Control de Columbus en Oberpfaffenhofen , Alemania. Es responsable de la coordinación de las actividades científicas, así como de las operaciones de sistemas y soporte vital a bordo del laboratorio en órbita Columbus.
En febrero de 2008, el transbordador espacial llevó al espacio el laboratorio Columbus , principal contribución de Europa a la Estación Espacial Internacional ISS , y lo acopló a la ISS. El módulo cilíndrico, que tiene un diámetro de 4,5 metros (14 pies 9 pulgadas), contiene equipos científicos de última generación. Está previsto que permita a los investigadores de la Tierra realizar miles de experimentos en biología, ciencia de materiales, física de fluidos y muchos otros campos en condiciones de ingravidez en el espacio.
Alemania tiene cerca de diez astronautas y participa en programas espaciales tripulados de la ESA, incluidos vuelos de astronautas alemanes a bordo de transbordadores espaciales estadounidenses y naves espaciales rusas. Además de las misiones de la ESA y los vuelos en Soyuz y Mir , dos misiones del transbordador espacial con el Spacelab construido en Europa fueron totalmente financiadas y controladas organizativa y científicamente por Alemania (al igual que algunas por separado por la ESA y una por Japón) con astronautas alemanes a bordo como anfitriones y no invitados. La primera misión de Alemania Occidental, Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, designación de la NASA STS-61-A ) tuvo lugar en 1985.
La segunda misión similar, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, designación de la NASA STS-55 ), se planeó inicialmente para 1988, pero luego, debido al desastre del transbordador espacial Challenger, se retrasó hasta 1993, cuando se convirtió en la primera misión espacial humana alemana. Misión después de la reunificación alemana . [13]
En la teledetección de la Tierra, los satélites proporcionan información completa y continuamente actualizada sobre el "Sistema Tierra". Estos datos de teledetección se utilizan para investigar la atmósfera de la Tierra, las superficies terrestres y oceánicas y las capas de hielo. Las aplicaciones prácticas de esta tecnología incluyen el monitoreo ambiental y la ayuda en casos de desastre.
Por ejemplo, tras el tsunami del Océano Índico del 26 de diciembre de 2004 , se pudieron compilar muy rápidamente mapas actualizados utilizando satélites de observación de la Tierra. Estos mapas podrían utilizarse posteriormente como orientación durante las misiones de socorro. El DLR lleva a cabo estas actividades de investigación en el Centro Alemán de Datos de Teledetección (DFD) (en alemán: Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum ), un instituto del DLR con sede en Oberpfaffenhofen. Hoy en día, los datos satelitales también son importantes para la investigación climática : se utilizan para medir las temperaturas, los niveles de CO 2 , los niveles de partículas , la deforestación de las selvas tropicales y las condiciones de radiación de la superficie terrestre (tierra, océanos, hielo polar).
El nuevo satélite alemán de observación de la Tierra TerraSAR-X se lanzó en junio de 2007. El objetivo de esta misión de cinco años de duración es proporcionar datos de teledetección por radar a usuarios científicos y comerciales. El diseño del satélite se basa en la tecnología y la experiencia desarrollada en las misiones X-SAR y SRTM SAR ( Radar de Apertura Sintética ). El sensor tiene varios modos de funcionamiento diferentes, con una resolución máxima de un metro, y es capaz de generar perfiles de elevación.
TerraSAR-X es el primer satélite financiado conjuntamente por el gobierno y la industria. DLR contribuyó con alrededor del 80 por ciento de los gastos totales, y el resto lo cubrió EADS Astrium . El componente central del satélite es un sensor de radar que opera en la banda X y es capaz de registrar la superficie de la Tierra utilizando una variedad de modos de operación diferentes, capturando un área de 10 a 100 kilómetros de tamaño con una resolución de 1 a 16 metros.
El Uppsala-DLR Trojan Survey (UDTS) fue una búsqueda de asteroides cerca de Júpiter en la década de 1990, en colaboración con el Observatorio Astronómico Sueco de Uppsala . Cuando concluyó, hubo otro estudio, el Uppsala-DLR Asteroid Survey , esta vez centrado en asteroides cercanos a la Tierra y ambos estudios descubrieron numerosos objetos.
Al estudiar el avión espacial suborbital , el DLR realizó el prototipo Falke para el programa del avión espacial Hermes , participa en el proyecto Sanger II no realizado y desde 2005 trabaja bajo el concepto de hacer posible el transporte intercontinental rápido de pasajeros. El SpaceLiner es un vehículo reutilizable que despega verticalmente y aterriza como un planeador.
DLR es socio de RETALT (RETro Propulsion Assisted Landing Technologies), un programa que tiene como objetivo desarrollar sistemas de lanzamiento reutilizables de dos etapas a órbita y de una sola etapa a órbita . [14]
DLR participa en diferentes proyectos europeos H2020 (AGILE, AGILE4.0) relacionados con el diseño de aeronaves con el objetivo de mejorar la optimización multidisciplinar utilizando marcos de análisis distribuidos. [15] [16]
DLR opera la flota de aviones de investigación más grande de Europa. Los aviones se utilizan como objetos de investigación y como herramientas de investigación. Los aviones de investigación de DLR proporcionan plataformas para todo tipo de misiones de investigación. Los científicos e ingenieros pueden utilizarlos con fines prácticos y orientados a aplicaciones: observación de la Tierra, investigación atmosférica o prueba de nuevos componentes de aviones. Por ejemplo, el DLR está investigando el aleteo y posibles formas de eliminarlo, lo que también ayudaría a reducir el ruido de los aviones. Los llamados "simuladores de vuelo" pueden utilizarse para simular el rendimiento de vuelo de aviones que aún no se han construido. Este método se utilizó, por ejemplo, para probar el Airbus A380 en las primeras etapas de su desarrollo. El VFW 614 ATTAS se utilizó para probar varios sistemas. [17]
El avión de investigación de gran altitud HALO ( High Altitude and Long Range Research Aircraft ) se utilizará a partir de 2009 para la investigación atmosférica y la observación de la Tierra. Con una altitud de crucero de más de 15 kilómetros y un alcance de más de 8.000 kilómetros, HALO proporcionará la por primera vez la capacidad de recopilar datos a escala continental, en todas las latitudes, desde los trópicos hasta los polos, y en altitudes tan altas como la estratosfera inferior.
El Airbus A320-232 D-ATRA , la última y mayor incorporación a la flota, ha estado en uso en el Centro Aeroespacial Alemán desde finales de 2008. ATRA ( Advanced Technology Research Aircraft ) es una plataforma de pruebas de vuelo moderna y flexible que establece un nuevo punto de referencia para los bancos de pruebas voladores en la investigación aeroespacial europea, y no sólo por su tamaño.
El DLR y la NASA operan conjuntamente el telescopio infrarrojo volador SOFIA ( Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja ). Como plataforma de investigación aérea se utiliza un Boeing 747SP con un fuselaje modificado que le permite llevar un telescopio reflector desarrollado en Alemania. El avión es operado por el Centro de Investigación de Vuelo Dryden en el Sitio 9 (Planta 42 de la USAF) en Palmdale, California. Los vuelos de observación se realizarán tres o cuatro noches por semana, durante un máximo de ocho horas seguidas y a una altitud de entre 12 y 14 kilómetros. SOFIA ha sido diseñado para permanecer operativo durante un período de 20 años. Es el sucesor del Observatorio Aerotransportado Kuiper (KAO), que estuvo desplegado entre 1974 y 1995.
El 31 de enero de 2020, el DLR puso en servicio su avión más nuevo, un Falcon 2000LX ISTAR (In-flight Systems & Technology Airborne Research). [18]
El DLR investiga las emisiones de CO 2 y de ruido provocadas por el transporte aéreo. Para garantizar que el aumento del volumen de tráfico no provoque un aumento de la contaminación acústica provocada por el transporte aéreo, el DLR está investigando opciones para reducir el ruido. Por ejemplo , el proyecto de investigación "Procedimientos de aproximación y salida silenciosos" (en alemán: Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren ) forma parte del proyecto de investigación nacional "Tráfico silencioso" (en alemán: Leiser Verkehr ).
El objetivo de este proyecto es encontrar procedimientos de vuelo que puedan reducir la cantidad de ruido generado durante el despegue y el aterrizaje. Un enfoque consiste en analizar la propagación del ruido a nivel del suelo durante el despegue utilizando una gran cantidad de micrófonos. Los investigadores también están intentando reducir el ruido en su origen, centrándose, por ejemplo, en el ruido del fuselaje y del motor. Esperan minimizar el ruido generado en los motores utilizando los llamados " antiruido ".
El trabajo de investigación del Centro Aeroespacial Alemán sobre las emisiones de CO 2 causadas por el transporte aéreo se centra, por ejemplo, en cálculos de modelos sobre los efectos de la conversión de la flota mundial de aviones a propulsión por hidrógeno . Las tasas de crecimiento de la aviación están por encima de la media. Esto plantea la cuestión de si la propulsión de hidrógeno libre de emisiones de CO 2 podría quizás limitar los efectos del creciente volumen del tráfico aéreo sobre el medio ambiente y el clima.
Hydrosol e Hydrosol-2 son uno de los proyectos de investigación energética en los que participan los científicos del DLR. Por primera vez, los científicos han logrado descomponer el agua térmicamente utilizando energía solar, generando hidrógeno y oxígeno sin emisiones de CO 2 . Por este logro, el equipo del DLR y varios otros grupos de investigación recibieron el Premio Descartes , un premio de investigación creado por la Comisión Europea. El reactor piloto FP6 Hydrosol II (alrededor de 100 kW) para la producción de hidrógeno termoquímico solar en la Plataforma Solar de Almería en España comenzó en noviembre de 2005 [19] y está en funcionamiento desde 2008. [20]
Durante la Copa Mundial de Fútbol de 2006, DLR implementó el proyecto Soccer destinado a prevenir la congestión del tráfico. En este proyecto de investigación sobre transporte, se obtuvieron datos de tráfico aéreo en Berlín, Stuttgart y Colonia y se utilizaron como datos de entrada para la previsión del tráfico. Para obtener los datos se utilizó un sistema de sensores que combina una cámara convencional y una termográfica. Un zepelín, un avión y un helicóptero sirvieron como plataformas voladoras de investigación. Un paquete de software de análisis de imágenes generó fotografías aéreas que muestran los parámetros de tráfico actuales, así como las previsiones de tráfico. De esta manera, los centros de control de tráfico podrían recibir información sobre el tráfico casi en tiempo real y los usuarios de la vía podrían desviarse cuando fuera necesario.
En 2007 se puso en funcionamiento la primera planta de energía de torre solar operativa comercialmente , la torre de energía solar PS10 . Tiene una capacidad de once megavatios y está situado cerca de Sevilla, en Sanlúcar la Mayor (España). DLR participa de manera destacada en el desarrollo de la tecnología para este tipo de centrales eléctricas. [21] En las plantas de energía de torre solar, los espejos de seguimiento del sol (helióstatos) redirigen la radiación solar hacia un intercambiador de calor central (receptor) en la parte superior de una torre. Esto genera calor de proceso a alta temperatura, que luego puede usarse en centrales eléctricas de turbinas de gas o de vapor para generar energía eléctrica para la red eléctrica pública. En el futuro, la tecnología de las plantas solares térmicas de torre también podría utilizarse para generar combustibles solares, como el hidrógeno, sin emisiones de CO 2 .
En 2022, el DLR tenía 35 sitios en Alemania: [22]
Aquisgrán y Aquisgrán-Merzbrück
Bonn
Brunswick [27]
jena
Ulma
Weilheim (Oberbayern)
Ejemplos de misiones de vuelos espaciales tripulados del DLR o de la institución matriz: [43]
Ejemplos de aviones de investigación: [44]
Ejemplos de misiones espaciales del DLR (o institución matriz). [43] Muchas de ellas son también misiones conjuntas o internacionales.
La revista DLR es la publicación insignia del instituto, también publicada en inglés en junio de 2010. [46] Los temas incluyen ciencia, editoriales e imágenes. [46]