El Centro Aeroespacial Alemán ( en alemán : Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. , abreviado DLR , literalmente Centro Alemán de Vuelos Aeronáuticos y Espaciales ) es el centro nacional de investigación aeroespacial, energética y de transporte de Alemania, fundado en 1969. Tiene su sede en Colonia y cuenta con 35 sedes 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 la implementación 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 contaba con un presupuesto nacional de 1.348 millones de euros. [2]
El DLR cuenta con aproximadamente 10.000 empleados en 30 ubicaciones en Alemania. [ ¿ cuándo? ] Los institutos e instalaciones están repartidos en 13 sitios, así como oficinas en Bruselas , París y Washington, DC. El DLR tiene un presupuesto de 1.000 millones de euros para cubrir su propia investigación, desarrollo y operaciones. Aproximadamente el 49% de esta suma proviene de fondos de terceros asignados competitivamente (en alemán: Drittmittel ). Además de esto, el DLR administra alrededor de 860 millones de euros en fondos alemanes para la Agencia Espacial Europea (ESA). En su calidad de agencia de gestión de proyectos, administra 1.279 millones de euros en investigación en nombre de los ministerios federales alemanes. El 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 de la junta directiva 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 requerida ]
El DLR moderno 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 pruebas de modelos aerodinámicos de la sociedad de dirigibles a motor") más tarde se convirtió 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 directores de Opel RAK , una empresa privada que condujo a los primeros coches y aviones cohete tripulados que allanaron el camino para el programa V2 de la era nazi y las actividades estadounidenses y soviéticas a partir de 1950. El programa Opel RAK y las espectaculares demostraciones públicas de vehículos terrestres y aéreos atrajeron grandes multitudes, además de causar entusiasmo público mundial y tuvieron un gran impacto en los pioneros de los vuelos espaciales posteriores.
La Gran Depresión puso fin al programa y, poco después de su disolución, Valier murió mientras experimentaba como parte de las actividades de la VfR en colaboración con Heylandt-Werke sobre 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 , se dedicó a desarrollar una versión mejorada y más segura del motor de Valier. Valier y von Opel habían participado en un programa que condujo directamente al uso del despegue asistido por chorro para aviones muy cargados. Sus experimentos también tuvieron una tremenda influencia en Alexander Lippisch , cuya experiencia con el Ente ("Pato") propulsado por cohetes finalmente allanó el camino hacia el Messerschmitt Me-163 , el primer avión de combate con cohetes operativo.
Los experimentos privados de finales de los años 1920 y principios de los años 1930 despertaron también el interés del ejército alemán, que financió el desarrollo de cohetes como sustitutos de la artillería. Esto dio lugar a una serie de aplicaciones militares, entre ellas el arma terrorista alemana V-2 , el primer misil balístico del mundo y también el primer objeto fabricado por el hombre que superó la línea de Kármán y, por tanto, abandonó la atmósfera terrestre.
En la década de 1940, la DVL (una organización hermana de la AVA) financió el trabajo de Konrad Zuse en los ordenadores Z3 y Z4 . Otro centro de investigación de tecnología aeronáutica alemán, el Luftfahrtforschungsanstalt de Völkenrode , fundado en 1935 y de alto secreto, que realizaba investigaciones (gran parte de ellas para la aviación militar con el fin de satisfacer las necesidades de la Luftwaffe) en paralelo a los precursores del DLR de hoy, que ya existían en aquel momento, no sería 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 de 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] Este no debe confundirse con el Institut für Raumfahrtsysteme del DLR ubicado en Bremen. [7] Además, se realizan contribuciones significativas a la Agencia Espacial Europea .
La misión del DLR incluye la exploración de la Tierra y del 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 del DLR, que abarca cuatro áreas de interés: Aeronáutica , Espacio , Transporte y Energía , abarca desde la investigación básica hasta las aplicaciones innovadoras. El DLR opera centros de investigación a gran escala, tanto para el beneficio de sus propios proyectos como para el servicio de sus clientes y socios del mundo empresarial y científico.
El objetivo de la investigación aeronáutica del DLR es reforzar la competitividad de la industria aeronáutica y del sector de la aviación nacional y europeo y satisfacer las demandas políticas y sociales, por ejemplo en lo que respecta a una aviación respetuosa con el medio ambiente. Las actividades de investigación espacial alemanas abarcan desde experimentos en condiciones de ingravidez hasta la exploración de otros planetas y la vigilancia del medio ambiente desde el espacio. Además de estas actividades, el DLR desempeña tareas de autoridad pública en el ámbito de la planificación y la ejecución del programa espacial alemán, en su calidad de agencia espacial oficial de la República Federal de Alemania.
La Agencia de Gestión de Proyectos del DLR ( Projektträger im DLR ) también se encarga de las tareas de autoridad pública en el ámbito de la administración de subvenciones. En el ámbito de la investigación energética , el DLR trabaja en tecnologías de generación de energía de alta eficiencia y bajas emisiones de CO2 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 a partir de fuentes de energía fósiles y renovables. Los temas que abarca 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 en el transporte.
Además de los proyectos ya existentes Mars Express , el sistema global de navegación por satélite Galileo y la 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 se dedicarán a investigar temas como conceptos de misiones espaciales, desarrollo de satélites y tecnología de propulsión.
La cámara estereoscópica de alta resolución HRSC es la contribución alemana más importante a la misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea . Se trata de la primera cámara estereoscópica digital que también genera datos multiespectrales y que tiene una lente de muy alta resolución. La cámara registra imágenes de la superficie marciana que sirvieron de base para un gran número de estudios científicos. Con la HRSC, desarrollada en el Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán ( Institut für Planetenforschung ), es posible analizar detalles de entre 10 y 30 metros en tres dimensiones.
El orbitador de cometas Rosetta está controlado desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), en Darmstadt , Alemania. [8] El DLR ha proporcionado la estructura, el subsistema térmico, el volante de inercia, el sistema de descenso activo (adquirido por el DLR pero fabricado en Suiza), [9] ROLIS, la cámara que mira hacia abajo, SESAME, el sondeo acústico y el instrumento sísmico para Philae , la unidad de aterrizaje del orbitador. También ha gestionado el proyecto y se ha encargado de la garantía de nivel del producto. La Universidad de Münster construyó MUPUS (fue diseñado y construido en el Centro de Investigación Espacial de la Academia Polaca de Ciencias [10] ) y la Universidad Tecnológica de Braunschweig el instrumento ROMAP. El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar hizo la ingeniería de la carga útil, el mecanismo de expulsión, el tren de aterrizaje, el arpón de anclaje, el ordenador 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 imagen de Dawn, una sonda espacial multidestino 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]
El 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 los sistemas y del soporte vital a bordo del laboratorio orbital Columbus.
En febrero de 2008, el laboratorio Columbus , la principal contribución europea a la Estación Espacial Internacional ( ISS) , fue llevado al espacio por el transbordador espacial y se acopló a la ISS. El módulo cilíndrico, que tiene un diámetro de 4,5 metros, contiene el equipo científico más moderno. Está previsto que permita a los investigadores en 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 misiones bajo la ESA y vuelos en Soyuz y Mir , dos misiones del transbordador espacial con el Spacelab construido en Europa fueron financiadas completamente y controladas organizativa y científicamente por Alemania (al igual que algunas misiones separadas 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 ), fue planeada 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 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, las superficies terrestres y oceánicas y las capas de hielo de la Tierra. Las aplicaciones prácticas de esta tecnología incluyen la vigilancia ambiental y el socorro en casos de desastre.
Por ejemplo, tras el tsunami del océano Índico del 26 de diciembre de 2004 , los satélites de observación de la Tierra pudieron elaborar rápidamente mapas actualizados que luego podrían utilizarse 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 temperaturas, niveles de CO2 , niveles de partículas en suspensión , deforestación de la selva tropical y las condiciones de radiación de la superficie terrestre (tierra, océanos, hielo polar).
El nuevo satélite alemán de observación de la Tierra TerraSAR-X fue lanzado en junio de 2007. El objetivo de esta misión de cinco años es proporcionar datos de teledetección por radar a usuarios científicos y comerciales. El diseño del satélite se basa en la tecnología y la experiencia desarrolladas 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. El DLR contribuyó con aproximadamente el 80 por ciento de los gastos totales, y el resto fue cubierto por EADS Astrium . El componente principal 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 gama de modos de operación diferentes, capturando un área de 10 a 100 kilómetros de tamaño con una resolución de 1 a 16 metros.
El sondeo de troyanos Uppsala–DLR (UDTS) fue una búsqueda de asteroides cerca de Júpiter en la década de 1990, en colaboración con el Observatorio Astronómico de Uppsala, en Suecia . Cuando concluyó, se realizó otro sondeo, el sondeo de asteroides Uppsala–DLR , esta vez centrado en asteroides cercanos a la Tierra, y ambos sondeos descubrieron numerosos objetos.
El DLR ha diseñado un prototipo de avión espacial suborbital para el programa de aviones espaciales Hermes , participa en el proyecto Sanger II , que aún no se ha realizado , y desde 2005 trabaja con el concepto de hacer posible el transporte rápido de pasajeros entre continentes. 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]
El DLR participa en diferentes proyectos europeos H2020 (AGILE, AGILE4.0) relacionados con el diseño de aeronaves con el objetivo de mejorar la optimización multidisciplinaria utilizando marcos de análisis distribuidos. [15] [16]
El DLR cuenta con la mayor flota de aviones de investigación de Europa. Estos aviones se utilizan tanto como objetos de investigación como como herramientas de investigación. Los aviones de investigación del DLR proporcionan plataformas para todo tipo de misiones de investigación. Los científicos e ingenieros pueden utilizarlos para fines prácticos y orientados a la aplicación: observación de la Tierra, investigación atmosférica o pruebas de nuevos componentes de aeronaves. Por ejemplo, el DLR está investigando el aleteo de las alas y las posibles formas de eliminarlo, lo que también ayudaría a reducir el ruido de los aviones. Los llamados "simuladores de vuelo" se pueden utilizar 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 para la investigación atmosférica y la observación de la Tierra a partir de 2009. Con una altitud de crucero de más de 15 kilómetros y un alcance de más de 8.000 kilómetros, HALO proporcionará por primera vez la capacidad de recopilar datos a escala continental, en todas las latitudes, desde los trópicos hasta los polos, y a 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 de vuelo en la investigación aeroespacial europea, y no solo por su tamaño.
El DLR y la NASA operan conjuntamente el telescopio infrarrojo volante SOFIA ( Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ). Como plataforma de investigación aérea se utiliza un Boeing 747SP con un fuselaje modificado que le permite transportar un telescopio reflector desarrollado en Alemania. El avión es operado por el Dryden Flight Research Center en el Site 9 (USAF Plant 42) 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 Kuiper Airborne Observatory (KAO), que estuvo en servicio 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]
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El DLR investiga las emisiones de CO2 y de ruido generadas por el tráfico aéreo. Para evitar que el aumento del tráfico aéreo provoque un aumento de la contaminación acústica, el DLR investiga las posibilidades de reducción del ruido. Por ejemplo, el proyecto de investigación "Procedimientos de aproximación y salida con bajo nivel de ruido" ( Lärmoptimierte An- und Abflugverfahren ) forma parte del proyecto de investigación nacional "Tráfico silencioso" ( 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. Una de las estrategias consiste en analizar la propagación del ruido a nivel del suelo durante el despegue utilizando un gran número de micrófonos. Los investigadores también están tratando de reducir el ruido en la fuente, centrándose, por ejemplo, en el ruido del fuselaje y del motor. Esperan minimizar el ruido generado en los motores utilizando los llamados " antirruido ".
El trabajo de investigación del Centro Aeroespacial Alemán sobre las emisiones de CO2 del transporte aéreo se centra, por ejemplo, en los cálculos de modelos sobre los efectos de la conversión de la flota mundial de aviones a la propulsión por hidrógeno . Las tasas de crecimiento de la aviación están por encima de la media. Esto plantea la cuestión de si la propulsión por hidrógeno sin emisiones de CO2 podría limitar los efectos del creciente volumen de tráfico aéreo sobre el medio ambiente y el clima.
Hydrosol e Hydrosol-2 es uno de los proyectos de investigación energética en los que participan los científicos del DLR. Por primera vez, los científicos han logrado la división térmica del agua utilizando energía solar, generando hidrógeno y oxígeno sin emisiones de CO2 . 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 Hydrosol II del 6PM (alrededor de 100 kW) para la producción termoquímica de hidrógeno solar en la Plataforma Solar de Almería en España comenzó a funcionar en noviembre de 2005 [19] y está en funcionamiento desde 2008. [20]
Durante el campeonato mundial de fútbol de la FIFA 2006, el DLR puso en marcha el proyecto Soccer, cuyo objetivo era evitar los atascos de tráfico. En este proyecto de investigación sobre el transporte se obtuvieron datos de tráfico desde el aire en Berlín, Stuttgart y Colonia y se utilizaron como base para la previsión del tráfico. Para obtener los datos se utilizó un sistema de sensores que combinaba una cámara convencional y una termográfica. Un zeppelin, un avión y un helicóptero sirvieron como plataformas de investigación aéreas. Un paquete de software de análisis de imágenes generó fotografías aéreas que mostraban los parámetros de tráfico actuales, así como las previsiones de tráfico. De esta forma, los centros de control del tráfico podían recibir información sobre el tráfico casi en tiempo real y los usuarios de la carretera podían desviarse cuando fuera necesario.
En 2007 se puso en funcionamiento la primera planta de energía solar de torre de explotación comercial , la torre solar PS10 . Tiene una capacidad de once megavatios y está situada cerca de Sevilla, en Sanlúcar la Mayor (España). El DLR participa de forma destacada en el desarrollo de la tecnología para este tipo de planta de energía. [21] En las plantas de energía solar de torre, los espejos de seguimiento solar (helióstatos) redirigen la radiación solar hacia un intercambiador de calor central (receptor) en la parte superior de una torre. Esto genera calor de proceso de alta temperatura, que luego se puede utilizar en plantas de energía de turbinas de gas o vapor para generar energía eléctrica para la red eléctrica pública. En el futuro, la tecnología de plantas solares de torre térmica también podría utilizarse para generar combustibles solares, como el hidrógeno, sin emisiones de CO 2 .
En 2022, el DLR contaba con 35 instalaciones en Alemania: [22]
Aquisgrán y Aquisgrán-Merzbrück
Bonn
Brunswick [27]
Jena
Ulm
Weilheim (Oberbayern)
Ejemplos de misiones de vuelos espaciales tripulados del DLR o de una institución matriz: [43]
Ejemplos de aeronaves de investigación: [44]
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Ejemplos de misiones espaciales del DLR (o de su institución matriz). [43] Muchas de ellas también son misiones conjuntas o internacionales.
La revista DLR es la publicación insignia del instituto y desde junio de 2010 también se publica en inglés. [46] El contenido incluye ciencia, editoriales e imágenes. [46]
