Hacia un futuro verde: cómo la NASA busca reinventar los aviones comerciales

¿Cómo será el avión de pasajeros en 15 o 20 años? ¿Serán más eficientes y generarán menos emisiones que los aviones actuales? ¿Qué tipo de diseños o tecnologías lo pueden hacer posible?

La NASA está trabajando para responder a esas preguntas y ha invertido más de 11 millones de dólares en el desarrollo de cinco nuevos estudios de diseño que buscan ampliar los límites de las posibilidades de los aviones sostenibles.

Mediante la iniciativa Conceptos Avanzados de aeronaves para la Sostenibilidad Medioambiental (AACES, por sus siglas en inglés) 2050 de la NASA, la agencia espacial estadounidense pidió a la industria y al mundo académico que desarrollen estudios que analicen conceptos de aeronaves, tecnologías clave y diseños que pudieran ofrecer las soluciones transformadoras necesarias para asegurar el futuro sostenible de la aviación comercial para el año 2050.

Para ello, la NASA otorgó cinco premios, por un valor total de 11,5 millones de dólares, a cuatro empresas y una universidad. Estos nuevos estudios financiados por la NASA ayudarán a la agencia a identificar y seleccionar conceptos y tecnologías de aeronaves prometedores para futuras investigaciones.

Las organizaciones que contribuyen a los nuevos conceptos de diseño de aviones de pasajeros incluyen Aurora Flight Sciences de Boeing, la compañía aeroespacial Electra, el Instituto de Tecnología de Georgia, la empresa emergente de aviación JetZero y Pratt & Whitney.

“Mediante iniciativas como AACES, la NASA está en condiciones de aprovechar un amplio conjunto de perspectivas sobre cómo aumentar aún más la eficiencia de las aeronaves, reducir el impacto ambiental de la aviación y mejorar la competitividad tecnológica de Estados Unidos en las décadas de 2040, 2050 y más allá”, explicó Bob Pearce, administrador asociado de la NASA para la Dirección de Misiones de Investigación Aeronáutica.

“Como líder en la investigación y el desarrollo de la aviación sostenible en Estados Unidos, estos premios son un ejemplo de cómo reunimos las mejores ideas y los conceptos más innovadores del sector privado, la academia, las agencias de investigación y otras partes interesadas para ser pioneros en el futuro de la aviación”, agregó.

Cada organización aportará conocimientos especializados únicos para diseñar un concepto de aeronave de próxima generación, que abarcan desde fuentes de combustible alternativas hasta tecnologías de propulsión y diseño aerodinámico de vehículos.

Esta iniciativa de la NASA en busca de innovaciones tecnológicas en materia aeronáutica no es nueva, ya que durante décadas ha sostenido acuerdos con gobiernos, industrias y universidades a fin de desarrollar tecnologías de aviación sustentables. En 2021, la NASA lanzó su Alianza Nacional de Vuelo Sustentable, centrada en tecnologías que podrían incorporarse a las aeronaves en la década de 2030.

Esa investigación y la construcción de esas alianzas dieron lugar al trabajo actual de la NASA, que incluye el avión experimental de demostración de vuelo sustentable X-66, su proyecto de demostración de vuelo de tren motriz electrificado y el desarrollo de núcleos de motor más eficientes y procesos para la fabricación rápida de materiales compuestos livianos.

Ahora, en 2024, los nuevos premios AACES buscan comenzar un proceso virtuoso similar, pero en un plazo más largo, centrándose en tecnologías que ayuden a transformar la aviación en 2050. Los tipos de asociaciones que la NASA desarrolla a través de la Asociación Nacional de Vuelo Sostenible (SFNP) y AACES son fundamentales para que la agencia respalde el objetivo que busca llevar adelante EEUU de emisiones netas cero de la aviación para 2050 y ayude a poner a la aviación en un camino hacia la resiliencia energética.

“La convocatoria AACES 2050 generó un interés significativo en la comunidad de la aviación y, como resultado, el proceso de adjudicación fue altamente competitivo”, dijo Nateri Madavan, director del Programa de Vehículos Aéreos Avanzados de la NASA. “Las propuestas seleccionadas provienen de un conjunto diverso de organizaciones que brindarán exploraciones emocionantes y de amplio alcance de los escenarios, las tecnologías y los conceptos de aeronaves que harán avanzar a la aviación hacia sus objetivos de sostenibilidad transformadora”, agregó.

AACES 2050 es parte del proyecto Advanced Air Transport Technology de la NASA, que explora y desarrolla tecnología para promover la visión de la NASA para el desarrollo futuro de aeronaves de transporte de ala fija con una eficiencia energética revolucionaria. El proyecto se enmarca en el Programa de Vehículos Aéreos Avanzados de la NASA, que evalúa y desarrolla tecnologías para nuevos sistemas de aeronaves y explora conceptos prometedores de viajes aéreos.

Los premios AACES 2050 se otorgaron a organizaciones que formarán redes de socios universitarios y corporativos para avanzar en sus estudios. La NASA espera que los premiados completen sus estudios a mediados de 2026. Las nuevas instituciones premiadas son:

1. Aurora Flight Sciences, una empresa de Boeing, cuyo equipo realizará una exploración exhaustiva y abierta de tecnologías y conceptos de aeronaves para el período 2050. Esto incluirá el examen de nuevos combustibles alternativos para la aviación, sistemas de propulsión, tecnologías aerodinámicas y configuraciones de aeronaves, junto con otras áreas tecnológicas que surjan a lo largo del estudio.
2. El equipo dirigido por Electra explorará la posibilidad de ampliar la novedosa propulsión eléctrica distribuida de Electra y sus exclusivas capacidades de diseño aerodinámico para desarrollar integraciones innovadoras de alas y fuselaje que permitan una aviación sostenible centrada en permitir la reducción de emisiones y del ruido en beneficio de la comunidad y un mejor acceso a los viajes aéreos. El prototipo de avión pequeño existente de la empresa ha estado volando durante más de un año, demostrando la tecnología de Electra que tiene como objetivo transformar los viajes aéreos con un menor impacto ambiental y una mayor eficiencia operativa.
3. El Instituto de Tecnología de Georgia realizará una exploración exhaustiva de tecnologías de sostenibilidad, incluidos combustibles alternativos, sistemas de propulsión y configuraciones de aeronaves. A continuación, el equipo del instituto explorará nuevos conceptos de aeronaves que incorporen las tecnologías seleccionadas con su Aeronave Eléctrica de Hidrógeno de Tecnología Avanzada (ATH2ENA) como punto de partida.
4. JetZero explorará tecnologías que permitan utilizar hidrógeno líquido criogénico como combustible para la aviación comercial con el fin de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas tecnologías se evaluarán tanto en el fuselaje de tubo y ala como en el fuselaje de ala combinada de JetZero, una forma de avión que ofrece más opciones para tanques de combustible de hidrógeno más grandes dentro de la aeronave.
5. Pratt & Whitney, una división de RTX Corporation, explorará una amplia gama de tecnologías de propulsión para la aviación comercial que apuntan a mejoras en la eficiencia térmica y propulsiva para reducir el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero. El equipo de Pratt & Whitney luego seleccionará conceptos de propulsión alternativos y de alta prioridad para posibles estudios de integración con varios conceptos de fuselaje para aeronaves en 2050 y más allá.