A ESA ajuda na proposta do voo movido a energia solar em redor da Terra

Em 1999, Piccard e o co-piloto Brian Jones foram as primeiras pessoas a darem a volta ao mundo, sem paragens, a bordo de um balão. Piccard lançou agora o Solar Impulse para repetir a sua circum-navegação em redor da Terra, desta vez num avião não poluente movido a energia solar.

Este ambicioso projecto vai ser apresentado na ‘32ª Exposição Internacional de Invenções, Novas Técnicas e Produtos’ que terá lugar em Genebra, Suíça, esta semana.

O avião apresentado assemelha-se a um planador, mas com uma enorme envergadura de asas de 70 metros, ultrapassando mesmo a de um Boeing 747. Totalmente coberto com células solares e equipado, possivelmente, com dois motores propulsores montados na cauda, o avião será capaz de levantar voo sem ajuda e transportará as baterias necessárias para voos nocturnos.

Já foram identificados vários domínios nos quais a ESA poderá fornecer as mais recentes tecnologias, incluindo: baterias e células solares, sistemas de gestão de energia, estruturas de compostos ultraleves e sistemas de controlo para verificação do estado de saúde do piloto.

O céu é o limite para o desenvolvimento sustentável

Para o projecto Solar Impulse, Piccard está novamente a fazer equipa com Brian Jones, que foi o seu co-piloto há cinco anos quanto bateram o recorde de balão com o Breitling Orbiter 3. Ele nomeou o engenheiro e piloto André Borschberg como project manager e terceiro piloto da equipa.

"Desta vez, o desafio é influenciar a história dos transportes aéreos através da exploração de novas tecnologias que satisfaçam as exigências da nossa era relativamente ao desenvolvimento sustentável e da utilização exclusiva de formas de energia renováveis," explica Piccard.

O Technology Transfer Programme (Programa de Transferência de Tecnologia) da ESA está a fornecer o suporte tecnológico, enquanto que o Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), em Lausanne, é o ‘Consultor Oficial Científico’ do projecto.

"A principal fonte de energia nos nossos satélites é o Sol, tal como para o avião de Piccard," disse Pierre Brisson, responsável pelo Technology Transfer Programme da ESA. "Nós desenvolvemos algumas das melhores células solares e muitos dos mais avançados sistemas de armazenamento de energia e de gestão de alimentação a nível mundial, tecnologias-chave a bordo das nossas naves espaciais. Eles serão um bom ponto de partida para o empreendimento de Piccard."

O EPFL acabou de concluir um estudo de exequibilidade do projecto através da análise das tecnologias existentes. Yves Perriard, director do Integrated Actuators Laboratory do EPFL e um dos cientistas à frente do estudo, confirmaram: "Sabemos que é possível criar uma estrutura totalmente alimentada pelo Sol." O EPFL foi uma escolha óbvia para este estudo. O instituto conduziu a investigação em termodinâmica para o sucesso do voo em balão de Piccard-Jones em 1999, e é o consultor oficial científico para a equipa de vela Swiss Alinghi, actual detentora da American Cup.

Alimentação 100% solar a 10 km de altitude, voando 24 horas por dia

O avião Solar Impulse alimentado por energia solar deve-se manter acima das nuvens para capturar toda a luz solar disponível, a uma altitude entre os 10.000 e os 11.000 metros, onde a temperatura é cerca de –55˚ C.

O cockpit pode precisar de ser pressurizado para missões maiores e a sua construção necessitará da utilização das mais altas tecnologias em materiais ultraleves. O desafio mais importante será a construção do grande avião com uma estrutura muito leve, capaz de transportar o número de baterias suficiente para o voo nocturno.

Os requisitos eléctricos constituem outro desafio-chave ao nível da engenharia – como armazenar energia solar suficiente durante o dia para continuar a voar durante a noite?

Perriard explica: "É realmente uma luta contra todas as perdas que ocorrem no sistema de alimentação durante a transferência de energia das células solares para os motores."

O estudo do EPFL diz que as baterias tradicionais de iões de lítio fornecem, apenas, menos de 200 watts-horas por quilograma (Wh/kg), suficiente para suportar um avião monolugar. No entanto, uma solução com dois pilotos necessitará de uma capacidade de, pelo menos, 300 Wh/kg.

O projecto destina-se à concepção e construção do primeiro avião protótipo em 2004-2005, com os testes iniciais de voo em 2006. A etapa seguinte consiste na execução de voos nocturnos em 2007 começando com, pelo menos, 36 horas incluindo uma noite inteira. A partir daí, os tempos de voo serão aumentados. Serão necessárias soluções inovadoras para armazenar a comida e a água necessárias, reduzindo-se, ao mesmo tempo, o peso ao mínimo – problemas habituais com que se deparam os engenheiros da ESA na planificação das missões espaciais.

Quando é que o Solar Impulse voará à volta do mundo, sem paragens? “Está planeada a travessia do Atlântico em 2008, e o voo sem paragens à volta do mundo em 2009,” afirma André Borschberg, “O voo sem paragens dependerá muito de quando tivermos baterias com a mais alta densidade de energia…mas não antes de 2009.”