ESA støtter forsøk på soldrevet jordomflyging

I 1999 ble Piccard og annenpilot Brian Jones de første som reiste jorden rundt uten stopp i ballong. Piccard har nå lansert Solar Impulse for å gjenta sin jordomflyging, men denne gang i et forurensningsfritt, soldrevet fly.

Dette ambisiøse prosjektet blir presentert på den 32. Internasjonale utstillingen av oppfinnelser, ny teknikk og nye produkter, som åpner i Genève i Sveits denne uken.

Det planlagte flyet ligner på et seilfly, men har et gigantisk vingespenn på 70 meter – større enn på en Boeing 747. Flyet er fullstendig dekket med solceller og skal muligens utstyres med to halemonterte propellmotorer. Det vil kunne ta av uten hjelp og medføre nødvendige batteriene for nattflyging.

Flere områder har allerede blitt utpekt der ESA kan tilby ledende teknologi: batterier og solceller, energistyringssystemer, ultralette komposittstrukturer og systemer for å overvåke pilotens helse.

Ingen grenser for bærekraftig utvikling

Med på Solar Impulse-prosjektet har Piccard igjen Brian Jones, som var annenpilot på den rekordballongen Breitling Orbiter 3 for fem år siden. Han har hyret ingeniøren og piloten André Borschberg som prosjektleder og tredjepilot.

"Utfordringen denne gangen er å påvirke lufttransporthistorien ved å utnytte nye teknologier som tilfredsstiller dagens krav til bærekraftig utvikling og bruken av kun fornybare energiformer,” forklarer Piccard.

ESAs Technology Transfer Programme stiller med teknologisk støtte, mens Det sveitsiske teknologiinstituttet (EPFL) i Lausanne er 'offisiell vitenskapelig rådgiver’ for prosjektet.

"Hovedkilden for energi på våre satellitter er solen, som på Piccards fly,” sier Pierre Brisson, leder for ESAs Technology Transfer Programme. "Vi har utviklet noen av verdens beste solceller og avanserte energilagrings- og strømstyringssystemer, som alle er nøkkelteknologier om bord i våre romfartøyer. De vil bli et godt utgangspunkt for Piccards arbeid.”

EPFL-instituttet har nettopp fullført en gjennomførbarhetsstudie av prosjektet ved å analysere eksisterende teknologier. Yves Perriard, direktør for EPFLs Integrated Actuators Laboratory og en av de ledende forskerne i undersøkelsen, bekreftet: "Vi vet at det er mulig å lage et fly som er fullstendig drevet av solen.” EPFL var et selvsagt valg for denne undersøkelsen. Instituttet ledet den termodynamiske forskningen for Piccard-Jones’ vellykkede ballongferd i 1999 og er offisiell vitenskapelig rådgiver for det sveitsiske seilbåtlaget Alinghi, regjerende mestere i America's Cup.

100% soldrevet i 10 kilometers høyde, flyr døgnet rundt

Det soldrevne flyet Solar Impulse må holde seg over skyene for å sikre seg all tilgjengelig sollys i en høyde av 10 000 til 11 000 meter, der temperaturen ligger på rundt -55˚C.

Cockpiten må kunne settes under trykk, og konstruksjonen vil trenge den siste teknologien innen ultralette materialer. Den viktigste utfordringen vil være å bygge det store flyet med en lettvektstruktur som vil kunne bære nok batterier til nattflyging. Kravene til elektrisitet er en annen viktig teknisk utfordring – hvordan lagre nok solenergi i løpet av dagen til å kunne fortsette å fly hele natten.

Perriard forklarer: "Det er virkelig en kamp mot alle tap i kraftforsyningssystemet fra solcellene til motorene.”

EPFL-studien viser at gjeldende standard lithium-ion batterier leverer i underkant av 200 watt-timer per kilogram (Wh/kg), nok til å forsyne et enmannsfly, mens en topilot-løsning vil kreve en kapasitet på minst 300 Wh/kg.

Planen er å formgi og konstruere det første prototypflyet i 2004-2005 og foreta testflyginger i 2006. Det neste trinnet er å fullføre nattflyginger i 2007, minst 36 timer inklusive én hel natt til å begynne med. Fra da av skal flystrekningene økes. Oppfinnsomme løsninger kreves for å lagre nødvendige mengder mat og vann samtidig med at vekten reduseres til et minimum – kjente problemer for ESA-ingeniører som planlegger romferder.

Når vil Solar Impulse fly verden rundt uten stopp? "Planen er å krysse Atlanteren i 2008 og fly verden rundt med mellomlandinger i 2009,” sier André Borschberg, "Å fly rundt uten stopp avhenger av hvor snart vi har batterier med høyere energitetthet, men ikke før 2009.”