ESA steunt door zonne-energie aangedreven vlucht rond de wereld

Solar Impulse aircraft
31 maart 2004

ESA stelt hoogmoderne technologieën beschikbaar ter ondersteuning van de vlucht rond de wereld van avonturier Bertrand Piccard. Piccard zal zijn vlucht maken in een door zonne-energie aangedreven vliegtuigje voor één piloot. Piccard wil met zijn vlucht bewijzen dat een vervuilingsvrije luchtvaart wel degelijk mogelijk is.

In 1999 waren Piccard en zijn copiloot Brian Jones de eerste mensen die een non-stop ballonvaart rond de wereld wisten te maken. Piccard presenteert nu het project Solar Impulse, zijn tweede luchtvaartproject, maar deze keer in een vervuilingsvrij vliegtuigje dat wordt aangedreven door zonne-energie.

Breitling Orbiter 3
Breitling Orbiter 3

Dit ambitieuze project wordt deze week gepresenteerd op de 32e ‘International Exhibition of Inventions, New Techniques and Products’ in Genève, Zwitserland.

Het geplande vaartuig lijkt op een zweefvliegtuig, maar dan met een gigantische spanwijdte van 70 meter, wat zelfs groter is dan die van een Boeing 747. Het vliegtuig zal volledig worden bedekt met zonnecellen en wordt waarschijnlijk uitgerust met twee schroefaandrijvingen aan de staart. Het vliegtuig zal zonder hulp kunnen opstijgen en wordt voorzien van de noodzakelijke accu’s voor het vliegen in de nachtelijke uren.

Er is al gekeken op welke terreinen ESA een rol kan spelen: hiertoe behoren accu’s en zonnecellen, energiebeheersystemen, ultralichte constructies en bewakingssystemen voor de controle van de gezondheid van de piloot.

‘The sky's the limit’ voor duurzame ontwikkelingen

Voor het project Solar Impulse werkt Piccard opnieuw samen met Brian Jones, zijn copiloot aan boord van de recordbrekende Breitling Orbiter 3 ballon vijf jaar geleden. Hij heeft ingenieur en piloot André Borschberg aangewezen als projectmanager en derde piloot van het team.

Bertrand Piccard
Bertrand Piccard

"Onze uitdaging ligt deze keer in de beïnvloeding van de geschiedenis van de luchtvaart door gebruik te maken van nieuwe technologieën die voldoen aan de huidige behoefte aan duurzame ontwikkeling en het gebruik van hernieuwbare energie," aldus Piccard.

ESA's Technology Transfer Programme biedt de benodigde technische ondersteuning, terwijl het Swiss Federal Institute of Technology (EPFL) in Lausanne de ‘Official Scientific Advisor’ van het project is.

"De zon is de primaire energiebron voor onze satellieten en zal dit ook voor het vliegtuig van Piccard zijn," zegt Pierre Brisson, hoofd van ESA's Technology Transfer Programme. "Wij hebben enkele van ’s werelds beste zonnepanelen gebouwd en geavanceerde energieopslag- en beheersystemen ontwikkeld, allemaal essentiële onderdelen van onze ruimtevoertuigen. Zij vormen een goed uitgangspunt voor de poging van Piccard."

Het EPFL-instituut heeft zojuist een haalbaarheidsstudie voor het project afgesloten, waarbij bestaande technologieën werden geanalyseerd. Yves Perriard, directeur van het EPFL Integrated Actuators Laboratory en één van de belangrijkste wetenschappers betrokken bij deze studie, bevestigt: "Wij weten dat het mogelijk is om een voertuig te ontwikkelen dat volledig door zonne-energie wordt aangedreven." EPFL was een voor de hand liggende keuze voor deze studie. Het instituut had al eerder thermodynamisch onderzoek gedaan voor de succesvolle ballonvlucht van Piccard-Jones in 1999 en is het officiële wetenschappelijke adviesorgaan voor het Zwitserse Alinghi-zeilteam, huidige houder van de American Cup.

100% aangedreven door zonne-energie op 10 km hoogte en permanent in de lucht

Solar Impulse aircraft

Het door zonne-energie aangedreven vliegtuig van het Solar Impulse project moet boven de wolken vliegen om al het beschikbare zonlicht op te vangen op een hoogte van 10.000 tot 11.000 meter met een plaatselijke temperatuur van rond de –55 °C.

De luchtdruk in de cockpit dient voor langere missies wellicht te worden gereguleerd en voor de constructie van het vliegtuig zijn de meest geavanceerde technologieën en ultralichte materialen vereist. De grootste uitdaging is echter de constructie van een vliegtuig van dergelijk formaat dat ultralicht is en toch in staat is om voldoende accu's voor de nachtvlucht te dragen. De energiebehoefte van het vliegtuig vormt een andere belangrijke constructie-uitdaging – hoe kan overdag voldoende zonne-energie worden opgeslagen dat daarmee ook tijdens de nacht kan worden doorgevlogen.

Bertrand Piccard and Brian Jones in Geneva after balloon voyage
Piccard en Jones

Perriard legt uit: "Het is echt een strijd tegen alle mogelijke vermogensverliezen in het aandrijvingssysteem van de zonnepanelen naar de motoren."

Uit de EPFL-studie blijkt dat de huidige gebruikelijke Li-ion accu's net iets minder dan 200 watturen per kilogram (Wh/kg) produceren, voldoende voor een vliegtuig met één piloot, terwijl voor een oplossing met twee piloten een capaciteit van minimaal 300 Wh/kg nodig zou zijn.

Solar Impulse aircraft over mountains
Solar Impulse aircraft

Volgens plan zou het eerste prototype van het vliegtuig rond 2004-2005 worden gebouwd en de eerste testvluchten zouden in 2006 beginnen. Vervolgens zullen in 2007 nachtvluchten worden uitgevoerd, in het begin minimaal 36 uur met één hele nacht. Vanaf dan zullen de vluchten steeds verder worden verlengd. . Er zullen innovatieve oplossingen noodzakelijk zijn voor de opslag van eten en water, terwijl het gewicht tot een minimum moet worden beperkt - bekende problemen voor ESA-ingenieurs die ruimtemissies voorbereiden.

Wanneer zal Solar Impulse non-stop rond de wereld vliegen? “Volgens de planning zal het vliegtuig in 2008 de Atlantische oceaan oversteken en in 2009 met enkele tussenstops rond de wereld vliegen,” aldus André Borschberg. “Een non-stopvlucht is sterk afhankelijk van de beschikbaarheid van accu’s met meer vermogen…maar dat zal zeker niet voor 2009 zijn.”

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.