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Solar Impulse:Auf jedes überflüssige Gramm verzichtet

Heute hat es längst Bertrand Piccard, Jacques' Sohn, übernommen, die Rekordgeschichte der Familie fortzuschreiben. Und er hat seinen eigenen Platz in den Geschichtsbüchern bereits sicher: Der 52-jährige Abenteurer umrundete 1999 als erster Mensch in einem Ballon nonstop die Erde. Damals führte Treibstoffknappheit fast zum vorzeitigen Abbruch der Mission. Piccard verkündete nach diesem Erfolg, ein zweites Mal den Globus umrunden zu wollen, aber dann ohne jeden Treibstoff. "Die großen Heldentaten des 20. Jahrhunderts waren Eroberungen - die beiden Pole, der Mount Everest, die Tiefen der Ozeane, der Mond. Die Großtaten des 21. Jahrhunderts", so empfindet es Bertrand Piccard, "müssen darin bestehen, die Lebensqualität auf unserem Planeten zu erhalten und zu verbessern."

Mobiles Leben

Um das Gesamtgewicht so gering wie möglich zu halten, findet sich im Cockpit nur das Nötigste.

Auf den ersten Blick erscheint Solar Impulse fast nur aus einem endlos langen Flügel zu bestehen, an dem ein paar zierliche Motorgondeln hängen; der Rumpf und das Cockpit sind so schmal und klein, dass man sie kaum sieht. Ihre bescheidene Leistung erreicht die Maschine nur dank extremer Optimierung der gesamten Energiekette an Bord sowie der superleichten Bauweise, bei der auf jedes überflüssige Gramm verzichtet wurde.

Startgewicht 1600 Kilogramm

Das Startgewicht inklusive Pilot beträgt nur 1600 Kilogramm - einmalig in der Luftfahrt. "Wir haben sogar ausgerechnet, dass allein meine Knochen mit 3,2 Kilo zu Buche schlagen", erzählt Pilot und Projektleiter André Borschberg, der am 7. April 2010 den Erstflug und dann im Juli 2010 den ersten Tag- und Nachtflug, der 26 Stunden und zehn Minuten dauerte, erfolgreich absolvierte. "Das war nach 40 Pilotenjahren mein aufregendster Flug. Vor allem wegen der entscheidenden Frage, ob wir mit der am Tage gespeicherten Sonnenenergie tatsächlich die ganze Nacht in der Luft bleiben können", erinnert sich der 59-Jährige. "Je weiter ich flog, umso mehr Energie speicherten die Batterien - eine völlig neue Erfahrung", so der Pionier. Auch bei Ankunft in Paris waren die Akkus noch zu 95 Prozent voll.

Solarzellen auf dem riesigen Flügel

Um das zu erreichen, ist der riesige Flügel entscheidend. Er hat eine Fläche von 200 Quadratmeter und 63,40 Meter Spannweite, um möglichst viel Auftrieb zu erzeugen und genügend Platz für die Solarzellen als einzigen Energielieferanten zu schaffen. Insgesamt 10.748 monokristalline Siliziumzellen, jede 0,15 Millimeter dünn, bilden die Haut der Tragflächenoberseite, 880 weitere bedecken das Höhenruder. Die Solarzellen verwandeln aber nur 22 Prozent des Lichtes in Energie, ein höherer Wert hätte nach schwereren Zellen verlangt und damit vor allem in der kritischen Nachtflugphase Gewichtsprobleme gebracht.

Die größte Herausforderung nachts ist die ausreichende Verfügbarkeit von Energie in den Akkus. Die vier Lithium-Polymer-Batterien, eine pro Motor, wiegen zusammen 400 Kilo und machen damit ein Viertel des Gesamtgewichts aus. "Wir brauchen 35 Kilo Batterien, um die Energie von einem Kilo Kerosin zu speichern", verdeutlicht Bertrand Piccard die Dimensionen. Jeder der Elektromotoren leistet sieben kW (zehn PS), wobei üblicherweise nur sechs kW (acht PS) erreicht werden - etwa jene Kraft, die auch die Wright-Brüder beim ersten Motorflug 1903 zur Verfügung hatten. Mit den vier Propellern von jeweils 3,5 Meter Durchmesser lässt sich eine Reisegeschwindigkeit von rund 40 km/h erzielen. "Optimal sind 46 km/h, wir haben aber auch schon mal 125,9 km/h erreicht", so Borschberg.