Bildnachweis: ESA
Das Technologietransferprogramm der ESA soll modernste Technologien liefern, um den Flug des Abenteurers Bertrand Piccard um die Welt in einem solarbetriebenen Flugzeug mit einem Piloten zu unterstützen. Dies ist der ultimative Beweis für das Potenzial eines umweltfreundlichen Fluges.
Bereits 1999 waren Piccard und Co-Pilot Brian Jones die ersten Menschen, die nonstop um die Welt flogen. Piccard hat jetzt Solar Impulse gestartet, um seine globale Weltumsegelung zu wiederholen, diesmal in einem umweltfreundlichen solarbetriebenen Flugzeug.
Dieses ehrgeizige Projekt wird diese Woche auf der 32. Internationalen Ausstellung für Erfindungen, neue Techniken und Produkte in Genf (Schweiz) vorgestellt.
Das vorgeschlagene Flugzeug ähnelt einem Segelflugzeug, hat jedoch eine riesige Flügelspannweite von 70 Metern, die die einer Boeing 747 übersteigt. Das Flugzeug ist vollständig von Solarzellen bedeckt und möglicherweise mit zwei Heckpropellermotoren ausgestattet. Es kann ohne fremde Hilfe starten und starten trägt die notwendigen Batterien für Nachtflüge.
Es wurden bereits mehrere Bereiche identifiziert, in denen die europäische Raumfahrtkompetenz Spitzentechnologien bereitstellen könnte: Dazu gehören Batterien und Solarzellen, Energiemanagementsysteme, ultraleichte Verbundstrukturen und Überwachungssysteme zur Überprüfung des Gesundheitszustands des Piloten.
Der Himmel ist die Grenze für eine nachhaltige Entwicklung
Für das Solar Impulse-Projekt arbeitet Piccard erneut mit Brian Jones zusammen, seinem Co-Piloten an Bord des rekordverdächtigen Breitling Orbiter 3-Ballons vor fünf Jahren. Er hat Ingenieur und Pilot Andr ernannt? Borschberg als Projektmanager und dritter Pilot des Teams.
„Die Herausforderung besteht diesmal darin, die Geschichte des Luftverkehrs durch den Einsatz neuer Technologien zu beeinflussen, die den Anforderungen unserer Zeit nach nachhaltiger Entwicklung und der Nutzung nur erneuerbarer Energieformen gerecht werden“, erklärt Piccard.
Das Technologietransferprogramm der ESA bietet technologische Unterstützung, während die Eidgenössische Technische Hochschule (EPFL) in Lausanne der „offizielle wissenschaftliche Berater“ des Projekts ist.
"Die primäre Energiequelle auf unseren Satelliten ist die Sonne, wie bei Piccards Flugzeug", sagt Pierre Brisson, Leiter des ESA-Technologietransferprogramms. „Wir haben einige der weltweit besten Solarzellen und fortschrittliche Energiespeicher- und Energiemanagementsysteme entwickelt, alles Schlüsseltechnologien an Bord unserer Raumfahrzeuge. Sie werden ein guter Ausgangspunkt für die Bemühungen von Piccard sein. "
Das EPFL-Institut hat gerade eine Machbarkeitsstudie für das Projekt abgeschlossen, in der vorhandene Technologien analysiert werden. Yves Perriard, Direktor des EPFL Integrated Actuators Laboratory und einer der führenden Wissenschaftler der Studie, bestätigte: „Wir wissen, dass es möglich ist, eine Struktur zu schaffen, die vollständig von der Sonne angetrieben wird.“ EPFL war eine offensichtliche Wahl für diese Studie. Das Institut führte die thermodynamischen Untersuchungen für den erfolgreichen Ballonflug Piccard-Jones 1999 durch und ist offizieller wissenschaftlicher Berater des Schweizer Alinghi-Segelteams, das derzeit Inhaber des American Cup ist.
100% solarbetrieben in 10 km Höhe, rund um die Uhr fliegend
Das solarbetriebene Solar Impulse-Flugzeug muss sich über den Wolken halten, um das gesamte verfügbare Sonnenlicht in einer Höhe von 10 000 bis 11 000 Metern bei einer Temperatur von etwa 55 ° C einzufangen.
Das Cockpit muss möglicherweise für längere Einsätze unter Druck gesetzt werden, und für die Konstruktion müssen die neuesten Technologien für ultraleichte Materialien verwendet werden. Die wichtigste Herausforderung wird darin bestehen, das große Flugzeug mit einer sehr leichten Struktur zu bauen, die genügend Batterien für den Nachtflug aufnehmen kann.
Die elektrischen Anforderungen stellen eine weitere wichtige technische Herausforderung dar? wie man tagsüber genügend Sonnenenergie speichert, um den Flug die ganze Nacht über fortzusetzen.
Perriard erklärt: "Es ist wirklich ein Krieg gegen alle Verluste im Stromnetz von Solarzellen bis zu den Motoren."
Die EPFL-Studie besagt, dass derzeitige handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien knapp 200 Wattstunden pro Kilogramm (Wh / kg) liefern, was ausreicht, um ein Flugzeug mit einem Piloten zu unterstützen, während eine Lösung mit zwei Piloten eine Kapazität von mindestens 300 Wh / kg.
Es ist geplant, 2004-2005 den ersten Prototyp eines Flugzeugs zu entwerfen und zu bauen, mit ersten Testflügen im Jahr 2006. Der nächste Schritt besteht darin, die Nachtflüge im Jahr 2007 abzuschließen, zunächst mindestens 36 Stunden, einschließlich einer vollen Nacht. Von da an sollen die Fluglängen erhöht werden. Innovative Lösungen werden benötigt, um die notwendigen Lebensmittel und Wasser zu speichern und gleichzeitig das Gewicht auf ein Minimum zu reduzieren? bekannte Probleme für ESA-Ingenieure, die Weltraummissionen entwerfen.
Wann wird der Sonnenimpuls nonstop um die Welt fliegen? "Es ist geplant, 2008 den Atlantik zu überqueren und 2009 mit Zwischenstopps um die Welt zu fliegen", sagt Andr? Borschberg: „Um nonstop herumzufliegen, hängt sehr davon ab, wie schnell wir Batterien mit höherer Energiedichte haben werden? Aber nicht vor 2009.“
Ursprüngliche Quelle: ESA-Pressemitteilung
