Abenteuer erneuerbare Energie: Solar Impulse startet zum Weltflug mit Sonnenenergie

Die Flügelspannweite ist fast so groß wie die des größten Verkehrsflugzeugs. Aber das Flugzeug wiegt nur so viel wie ein Auto, und schon eine leichte Windbö kann ihm gefährlich werden. Es braucht kein Kerosin, sondern nur Sonnenlicht: Die vier Propeller werden mit Solarstrom betrieben. Mit diesem Fluggerät wollen Bertrand Piccard und André Borschberg den Erdball umrunden: 35.000 Kilometer, etwa auf der Höhe des Wendekreises des Krebses, in zwölf Etappen.

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In 12 Etappen um die Welt: die Route der Solarflieger. (Bild: Solar Impulse)

Das Solarflugzeug Solar Impulse 2 ist am 9. März 2015 zu seiner Weltumrundung gestartet. Gesteuert von André Borschberg hob das Flugzeug um 7:12 Uhr Ortszeit (4:12 Uhr mitteleuropäischer Zeit, MEZ) in Abu Dhabi ab. Ziel der ersten Etappe ist Maskat im Oman. Dort soll es gegen 19 Uhr Ortszeit (16 Uhr MEZ) landen. Von dort fliegt es über Indien, wo zwei Stopps in Ahmedabad und Varanasi geplant sind, nach Mandalay in Myanmar und weiter nach China. Dort wird das Solarflugzeug Si2 ebenfalls zweimal landen, in Chongqing und in Nanjing.

Quer durch die USA

Nach einer Pazifiküberquerung mit Zwischenlandung auf Hawaii durchfliegt das Solarflugzeug die USA von West nach Ost. Es landet in San Francisco, der Mitte des Landes und in New York. Diese Strecke kennen Borschberg und Piccard schon: Sie haben 2013 mit ihrem ersten Solarflugzeug einen Flug von der West- zur Ostküste unternommen. Die vorletzte Etappe wird eine Atlantiküberquerung von New York aus sein, deren Ziel in Südeuropa oder Nordafrika, sprich in Spanien oder Marokko sein wird. Dann geht es wieder nach Abu Dhabi, wo die Weltumrundung Ende Juli oder Anfang August enden soll.

Solar Impulse HB-SIB heißt das Flugzeug mit Solarantrieb offiziell, auch kurz Si2 genannt. Rund drei Jahre haben die Schweizer daran gebaut. Vorgestellt haben sie es im April vergangenen Jahres. Zwei Monate später startete es zu seinem ersten Flug.

Si2 wird zerlegt und nach Abu Dhabi geflogen

Um die Weltumrundung starten zu können, musste Si2 erst nach Abu Dhabi gebracht werden. Dazu wurde das riesige Solarflugzeug an seinem Heimatflugplatz Payerne, einem Militärflugplatz im Schweizer Kanton Waadt, in seine Einzelteile zerlegt. Gut drei Wochen dauerte es, das Flugzeug zu demontieren und für den Transport vorzubereiten. Anfang Januar wurden die Teile in eine Boeing 747-400 geladen und an den Persischen Golf geflogen. Dort bauten die Solar-Impulse-Mitarbeiter das Flugzeug innerhalb weniger Tage wieder zusammen.

Das Auffälligste an Si2 sind die riesigen Tragflächen: 72 Meter beträgt die Spannweite. Zum Vergleich: Die größte Variante der Boeing 747 hat eine Spannweite von knapp 69 Metern, ein Airbus A380 eine von knapp 80 Metern. Doch schon ein Triebwerk der Düsenmaschinen übertrifft das Gewicht der Si2 mehrfach: Das Solarflugzeug wiegt 2,3 Tonnen, ein Strahltriebwerk des A380 über 6,4 Tonnen.

Motoren mit hohem Wirkungsgrad

Angetrieben wird Si2 von vier Elektromotoren mit Propeller. Sie haben jeweils eine Maximalleistung von 15 Kilowatt. Die ist aber nur beim Start oder bei starken Böen nötig. Im normalen Flug leisten die Motoren je 10 Kilowatt. Sie sind sehr effizient: Ihr Wirkungsgrad liegt bei 97 Prozent. Der Strom für die Motoren wird auf der Oberseite der Tragflächen erzeugt, die mit 17.248 Solarzellen ausgelegt sind.

Die Höchstgeschwindigkeit des Flugzeugs beträgt in 8.500 Metern Höhe 140 Kilometer pro Stunde. Allerdings werden Piccard und Borschberg langsamer unterwegs sein: Die Reisegeschwindigkeit wird zwischen 50 und 100 Kilometer pro Stunde liegen.

Langsam fliegen heißt lange fliegen

Das ist nicht gerade schnell in Anbetracht der Länge der Etappen: Flug Nummer zwei über das Arabische Meer nach Ahmadabad in Indien etwa wird schon 1.400 Kilometer lang sein. Die Flugzeit wird also gut einen halben Tag betragen. Richtig hart werden die Überquerungen der beiden großen Ozeane.

Über den Atlantik sind es etwa 6.000 Kilometer. Die längste Etappe wird der erste Teil der Pazifik-Überquerung: Rund 8.500 Kilometer sind es von Nanjing, etwa 270 Kilometer nordwestlich von Shanghai, bis nach Hawaii. Das ist schon im Verkehrsflugzeug eine lange Strecke. Im Solarflugzeug wird sie voraussichtlich fünf Tage und Nächte brauchen.

Tags steigen, nachts sinken

Was aber macht der Pilot eines Solarfliegers in der Nacht? Er sinkt. Solange die Sonne scheint, steigt das Flugzeug bis auf etwa 8.500 Meter in die Höhe. Fällt die Stromversorgung nach Sonnenuntergang weg, sinkt das Flugzeug bis auf 1.500 Meter.

Höhe ist allerdings nicht der einzige Energiespeicher: In jeder der vier Motorgondeln befindet sich ein Akku. Die Akkus werden tagsüber geladen und liefern in den Nachtstunden Strom für die Motoren. Das Flugzeug ist also auch bei Dunkelheit manövrierfähig. Die Lithium-Polymer-Akkus haben eine Energiedichte von 260 Wattstunden pro Kilogramm - ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku kommt auf etwa 200 Wattstunden pro Kilogramm.

Um das Flugzeug gleichzeitig leicht und leistungsfähig zu machen, wurde alles optimiert, was sich optimieren ließ.