La ESA contribuye al intento de dar la vuelta al mundo en un avión propulsado por energía solar

Solar Impulse aircraft
31 marzo 2004

La ESA va a proporcionar tecnologías de última generación al aventurero Bertrand Piccard para que dé una vuelta al mundo en un avión tripulado por un solo piloto y propulsado por energía solar, como última demostración del potencial de los vuelos no contaminantes.

Ya en 1999, Piccard y su copiloto Brian Jones fueron los primeros en dar la vuelta al mundo en globo sin realizar ninguna escala. Piccard ha puesto en marcha la iniciativa Solar Impulse, para repetir su proeza alrededor del mundo, pero esta vez en un avión no contaminante propulsado por energía solar.

Breitling Orbiter 3
Breitling Orbiter 3

Este ambicioso proyecto se va a presentar en la 32ª edición de la Exposición Internacional de Inventos, Nuevas Técnicas y Productos, que se inaugurará en Ginebra (Suiza) esta semana.

Se ha presentado un avión que se asemeja a un planeador, pero de una gigantesca envergadura de 70 metros, que supera a la de un Boeing 747. Está totalmente cubierto de células solares y equipado de dos motores de propulsión en la cola, por lo que podrá despegar sin ninguna ayuda y dispondrá de batería suficiente para volar por la noche.

Ya se han identificado varios ámbitos en los que la ESA podría proporcionar tecnologías de última generación como, por ejemplo, baterías y células solares, sistemas de gestión de energía, estructuras de compuestos ultra ligeros y sistemas de seguimiento para controlar la salud del piloto.

El cielo es el límite del desarrollo sostenible

Para el proyecto Solar Impulse, Piccard vuelve a unirse a Brian Jones, su copiloto a bordo del globo Breitling Orbiter 3, que batió el record hace cinco años. Ha designado al piloto e ingeniero André Borschberg como jefe del proyecto y tercer piloto del equipo.

Bertrand Piccard
Bertrand Piccard

“Esta vez el reto consiste en ejercer influencia sobre la historia del transporte aéreo explotando nuevas tecnologías que satisfagan los requisitos de nuestra era para el desarrollo sostenible y el uso exclusivo de formas de energía renovable”, explica Piccard.

El Programa de Transferencia de Tecnología de la ESA va a proporcionar asistencia tecnológica, mientras que la Escuela Politécnica Federal Suiza (EPFL) de Lausane va a actuar en calidad de Asesora Científica Oficial del proyecto.

“La fuente de energía principal de nuestros satélites es el Sol, lo mismo que ocurre con el avión de Piccard”, afirma Pierre Brisson, Jefe del Programa de Transferencia de Tecnología de la ESA. "Hemos desarrollado una serie de tecnologías clave, como células solares y sistemas de gestión y de almacenaje de energía de los mejores del mundo para que vayan a bordo del avión. Constituirán un buen punto de partida para el reto de Piccard.”

La EPFL acaba de finalizar un estudio sobre la viabilidad del proyecto, donde se analizan las tecnologías existentes. Yves Perriard, director del Laboratorio de Actuadores Integrados de la EPFL y uno de los científicos principales del estudio, confirmó lo siguiente: “Sabemos que es posible crear una estructura totalmente propulsada por el Sol.” La EPFL era una alternativa clara para la realización de este estudio. La escuela realizó una investigación termodinámica para que el vuelo en globo de Piccard-Jones de 1999 se realizara con éxito y es la asesora científica oficial del equipo suizo de navegación Alinghi, que en la actualidad posee la Copa América.

Totalmente propulsado por el sol, a 10 km de altura, en el aire las 24 horas del día

Solar Impulse aircraft

El aeroplano Solar Impulse, propulsado por el sol, debe mantenerse por encima de las nubes para capturar toda la luz solar disponible, a una altura de entre 10.000 y 11.000 metros, donde la temperatura oscila entorno a los -55 ºC.

Probablemente haya que presurizar la cabina de mando para llevar a cabo misiones más largas, y es posible que su construcción requiera el uso de las últimas tecnologías en materiales ultra ligeros. El reto más importante será construir este gran aeroplano con una estructura muy ligera que permita incorporar baterías suficientes para volar de noche. Los requisitos eléctricos plantean otro reto vital para la ingeniería: ¿cómo conseguir almacenar energía solar suficiente durante el día para poder volar por la noche?

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

Perriard explica lo siguiente: "Se trata en realidad de una guerra contra todas las pérdidas en el sistema de energía, que afecta desde las células solares hasta los motores."

El estudio de la EPFL afirma que las baterías de ión de litio disponibles en el mercado proporcionan menos de 200 vatios por kilogramo (W/kg), que serían suficientes para abastecer un avión con un piloto, pero en el caso de dos pilotos se precisaría una capacidad de al menos 300 W/kg.

Solar Impulse aircraft over mountains
Solar Impulse aircraft

El plan consiste en diseñar y construir el primer prototipo entre 2004 y 2005, e iniciar los vuelos de prueba en 2006. El siguiente paso sería realizar vuelos nocturnos durante el 2007, en un principio un mínimo de 36 horas que incluirían una noche entera. A partir de entonces, se irían aumentando las distancias de vuelo. Será necesario buscar soluciones innovadoras que permitan almacenar la comida y el agua y al mismo tiempo reduzcan el peso al mínimo; los ingenieros de la ESA que se encargan de diseñar las misiones espaciales están muy familiarizados con este tipo de problemas.

¿Cuándo será capaz el Solar Impulse de dar una vuelta al mundo sin realizar escalas? Según André Borschberg: “Está previsto que cruce el Atlántico en 2008 y que dé la vuelta al mundo sin realizar ninguna escala en 2009”. Y añade: “Conseguir dar la vuelta al mundo sin realizar escalas va a depender en gran medida de la rapidez con la que podamos disponer de baterías de mayor densidad, aunque calculo que no se conseguirá antes de 2009.”

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