Πιστωτική εικόνα: ESA
Το Πρόγραμμα Μεταφοράς Τεχνολογίας της ESA είναι να παρέχει υπερσύγχρονες τεχνολογίες για να βοηθήσει την πτήση του τυχερού Bertrand Piccard σε όλο τον κόσμο σε ένα αεροπλάνο ηλιακής ενέργειας ενός πιλότου, ως την απόλυτη απόδειξη της δυνατότητας για πτήση χωρίς ρύπανση.
Το 1999, η Piccard και ο συν-πιλότος Brian Jones ήταν οι πρώτοι άνθρωποι που ανέβηκαν συνεχώς σε όλο τον κόσμο. Η Piccard κυκλοφόρησε τώρα το Solar Impulse για να επαναλάβει την παγκόσμια περιήγησή του, αυτή τη φορά σε ένα ηλιακό αεροσκάφος χωρίς ρύπανση.
Αυτό το φιλόδοξο έργο παρουσιάζεται στην «32η Διεθνή Έκθεση Εφευρέσεων, Νέων Τεχνικών και Προϊόντων» που θα ανοίξει στη Γενεύη της Ελβετίας, αυτή την εβδομάδα.
Το προτεινόμενο αεροσκάφος μοιάζει με ανεμόπτερο, αλλά με τεράστιο άνοιγμα φτερούγας 70 μέτρων, που υπερβαίνει εκείνο του Boeing 747. Πλήρως καλυμμένο από ηλιακά κύτταρα και εξοπλισμένο με πιθανώς δύο κινητήρες έλικα που είναι τοποθετημένοι στην ουρά, το αεροπλάνο θα είναι ικανό να απογειωθεί χωρίς βοήθεια και θα μεταφέρει τις απαραίτητες μπαταρίες για νυχτερινή πτήση.
Έχουν ήδη εντοπιστεί αρκετοί τομείς όπου η ευρωπαϊκή διαστημική εμπειρογνωμοσύνη θα μπορούσε να παρέχει τεχνολογίες αιχμής: περιλαμβάνουν μπαταρίες και ηλιακά στοιχεία, συστήματα διαχείρισης ενέργειας, σύνθετες δομές εξαιρετικά ελαφρού φωτισμού και συστήματα παρακολούθησης για τον έλεγχο της υγείας του πιλότου.
Ο ουρανός είναι το όριο για αειφόρο ανάπτυξη
Για το έργο Solar Impulse, ο Piccard συνεργάζεται πάλι με τον Brian Jones, τον συν-πιλότο του στο ρεκόρ μπαλόνι Breitling Orbiter 3 πριν από πέντε χρόνια. Έχει διορίσει μηχανικό και πιλότο Andr; Ο Borschberg ως υπεύθυνος έργου και τρίτος πιλότος της ομάδας.
«Η πρόκληση αυτή τη φορά είναι να επηρεάσουμε την ιστορία των αερομεταφορών αξιοποιώντας νέες τεχνολογίες που ικανοποιούν τις απαιτήσεις της εποχής μας για αειφόρο ανάπτυξη και τη χρήση μόνο ανανεώσιμων μορφών ενέργειας», εξηγεί ο Piccard.
Το Πρόγραμμα Μεταφοράς Τεχνολογίας της ESA παρέχει τεχνολογική υποστήριξη, ενώ το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (EPFL) στη Λωζάνη είναι ο «Επίσημος Επιστημονικός Σύμβουλος» του έργου.
«Η κύρια πηγή ενέργειας στους δορυφόρους μας είναι ο Ήλιος, όπως και για το αεροπλάνο της Piccard», λέει ο Pierre Brisson, Επικεφαλής του Προγράμματος Μεταφοράς Τεχνολογίας της ESA. «Έχουμε αναπτύξει μερικά από τα καλύτερα ηλιακά κύτταρα στον κόσμο και προηγμένα συστήματα αποθήκευσης και διαχείρισης ενέργειας, όλες τις βασικές τεχνολογίες στο διαστημικό σκάφος μας. Θα είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης για την προσπάθεια της Piccard. "
Το ινστιτούτο EPFL μόλις ολοκλήρωσε μια μελέτη σκοπιμότητας για το έργο που αναλύει τις υπάρχουσες τεχνολογίες. Ο Yves Perriard, διευθυντής του EPFL Integrated Actuators Laboratory και ένας από τους κορυφαίους επιστήμονες της μελέτης, επιβεβαίωσε: «Γνωρίζουμε ότι είναι δυνατόν να δημιουργήσουμε μια δομή που τροφοδοτείται πλήρως από τον Ήλιο». Το EPFL ήταν μια προφανής επιλογή για αυτήν τη μελέτη. Το ινστιτούτο διεξήγαγε τη θερμοδυναμική έρευνα για την επιτυχή πτήση μπαλονιών Piccard-Jones 1999 και είναι ο επίσημος επιστημονικός σύμβουλος της ελβετικής ομάδας ιστιοπλοΐας Alinghi, τρέχων κάτοχος του Αμερικανικού Κυπέλλου.
100% ηλιακή ενέργεια με υψόμετρο 10 km, πετώντας όλο το 24ωρο
Το ηλιακό αεροπλάνο Solar Impulse πρέπει να παραμείνει πάνω από τα σύννεφα για να συλλάβει όλο το διαθέσιμο φως του ήλιου, σε υψόμετρο 10.000 έως 11.000 μέτρα, όπου η θερμοκρασία είναι περίπου 55 ° C.
Το πιλοτήριο του μπορεί να χρειαστεί να πιεστεί για μεγαλύτερες αποστολές και η κατασκευή του θα απαιτήσει τη χρήση των τελευταίων τεχνολογιών σε εξαιρετικά ελαφριά υλικά. Η πιο σημαντική πρόκληση θα είναι η κατασκευή του μεγάλου αεροπλάνου με μια πολύ ελαφριά δομή ικανή να μεταφέρει επαρκείς μπαταρίες για νυχτερινή πτήση.
Οι ηλεκτρικές απαιτήσεις θέτουν μια άλλη βασική πρόκληση μηχανικής; πώς να αποθηκεύσετε επαρκή ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας για να συνεχίσετε την πτήση όλη τη νύχτα.
Ο Perriard εξηγεί: «Είναι πραγματικά ένας πόλεμος ενάντια σε όλες τις απώλειες στο σύστημα ισχύος από τα ηλιακά κύτταρα έως τους κινητήρες.»
Η μελέτη EPFL αναφέρει ότι οι τρέχουσες μπαταρίες ιόντων λιθίου εκτός αποθήκευσης παρέχουν μόλις κάτω από 200 watt-hour ανά χιλιόγραμμο (Wh / kg), αρκετές για να υποστηρίξουν ένα αεροπλάνο ενός χειριστή, ενώ μια λύση δύο πιλότων θα απαιτούσε χωρητικότητα τουλάχιστον 300 Wh / kg.
Το σχέδιο είναι να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε το πρώτο πρωτότυπο αεροσκάφος το 2004-2005, με αρχικές δοκιμαστικές πτήσεις το 2006. Το επόμενο βήμα είναι η ολοκλήρωση νυχτερινών πτήσεων το 2007, αρχικά τουλάχιστον 36 ώρες, συμπεριλαμβανομένης μιας πλήρους νύχτας. Από τότε και στο εξής τα μήκη πτήσης πρέπει να αυξηθούν. Θα απαιτηθούν καινοτόμες λύσεις για την αποθήκευση των απαραίτητων τροφίμων και νερού, ενώ ταυτόχρονα θα μειωθεί το βάρος; οικεία προβλήματα για μηχανικούς της ESA που σχεδιάζουν διαστημικές αποστολές.
Πότε θα πετάξει το Solar Impulse σε όλο τον κόσμο, χωρίς διακοπή; «Σχεδιάζεται να διασχίσει τον Ατλαντικό το 2008 και να πετάξει σε όλο τον κόσμο με στάσεις το 2009», λέει ο Andr; Borschberg, «Η πτήση χωρίς διακοπή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πόσο γρήγορα θα έχουμε μπαταρίες υψηλότερης ενεργειακής πυκνότητας; αλλά όχι πριν από το 2009.»
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
