https://frosthead.com

Inde i den første solcelledrevne flyvning rundt om i verden

I de små timer den 26. juli 2016 landede Solar Impulse 2 i Abu Dhabi for ivrige skarer og kameraer. Efter 14 måneders rejse og 550 timer i luften havde flyet opnået, hvad mange havde vurderet som umuligt: ​​rejser 25.000 miles rundt om i verden - over fire kontinenter, to oceaner og tre søer - uden en dråbe flydende brændstof. Solens pulserende stråler leverede håndværkets eneste kraft.

Nu dykker en ny NOVA-dokumentar, The Impossible Flight, der sendes i aften på PBS, ud i både udfordringerne og triumferne ved at afslutte denne opprivende rejse verden rundt, hvilket giver publikum en smag af den lidenskab, der kørte Solar Impulse-teamet og deres skyhøje optimisme om energiens fremtid.

Solar Impulse er hjernebarnet til Bertrand Piccard, en psykiater og opdagelsesrejsende, der kom med ideen efter hans nonstop-spinning i 1999 rundt om i verden i en varmluftsballon. I løbet af denne satsning så han sit brændstofniveau falde dag efter dag og bekymrede sig for, om han havde nok, hvilket fik ham til at undre sig over, om der var en bedre måde. Til sidst regnede han med det: tab brændstof.

Piccard nåede ud til potentielle partnere i luftfartsindustrien, men blev mødt med modstand. ”Alle sagde, at det var umuligt, ” siger han. ”[De] sagde, at jeg bare drømte.” For at have nok solcellepaneler til at drive dens propeller, måtte flyet være massivt - men på samme tid ekstremt let.

Så Piccard henvendte sig til det schweiziske føderale teknologiske institut, hvor han forbandt sig med André Borschberg, en ingeniør og iværksætter, der uddannede sig som pilot i det schweiziske luftvåben. Borschberg rådførte sig for instituttet (som han beskriver som "The MIT of Switzerland") og blev fascineret af Piccards idé. Parret annoncerede officielt projektet i 2003.

"Når du officielt annoncerer, " siger Borschberg, "er der ingen vej tilbage bagefter. Og det var, hvad vi gjorde i de næste 13 år." Duoen nåede ud til investorer, ingeniører, branchepartnere og mere for at udvikle flyet. Hver komponent blev testet og optimeret helt ned til limet, der binder carbonfiberstrukturen.

Resultatet af alt dette arbejde, Solar Impulse 2, er bestemt en bragd af teknik. Flyet kan prale med et vingespænde større end en B-747 jumbojet, men vejer kun omkring 5.000 pund, hvilket kan sammenlignes med en gennemsnitlig familiebil. En svimlende 17.248 fotovoltaiske solceller - hver og en groft tykkelse på et menneskehår - tæpper de sarte vinger og skroget. Disse celler soler sig i sollyset og oplader flyets fire lithiumbatterier for at holde propellerne rundt i de mørke nattetimer.

Solimpuls svæver over Golden Gate Bridge i Californien. (Solimpuls) Solimpuls flyver over de egyptiske pyramider. Flyet landede i Kairo, før det gik ud til rejsenes sidste ben. (Jean Revillard) Solar Impulse lander i New York City. (Solimpuls) Solimpuls svæver over vandet under flyets anden testflyvning. (Jean Revillard) Andre Borschberg og Bertrand Piccard, medstiftere af Solar Impulse, handlede med at flyve med de 17 ben på turen. (Jean Revillard) Solar Impulse blev jordet til reparationer på Hawaii, efter at batterierne blev overophedet under sin fem-dages flyvning over Stillehavet. (Jean Revillard)

Piccard og Borschberg handlede med at flyve flyet for venturens 17 ben. Hver sov kun i korte intervaller for at have tendens til flyets krav. Dens vinger kunne ikke vippe mere end fem grader, ellers kan håndværket muligvis spinde ud af kontrol takket være sin lave vægt og ekspansive størrelse. Denne luftige konstruktion betød også, at selv et lille sted med dårligt vejr eller vind let ville piske flyet ud af banen.

Som dokumentaroplysningerne blev vejret holdets største fjende. Fordi flyet kører på en svag sti - klatrer til næsten 30.000 fods højde i løbet af dagen, men langsomt falder ned til ca. 5.000 fod om natten for at spare energi - er teamet nødt til at forudsige vind, fugtighed og temperatur i flere højder. Og det hvirvlende vejrsystem udvikler sig konstant. Vejrforholdene forsinkede deres afgang fra Kina, hvilket senere tvang holdet til at afbryde deres oprindelige Stillehavstrækning og lande i Japan. Men så begyndte mere dårligt vejr at svæve over Stillehavet, hvilket medførte to aflyste afganger.

Spændingerne steg, efterhånden som skemaet kontinuerligt blev skubbet tilbage - men besætningen var også godt klar over konsekvenserne af at skubbe igennem vejr eller tekniske vanskeligheder. "Hvis der er en fiasko, er der en person derinde, " siger en af ​​holdets besætning i dokumentaren.

Selvom der var mange ujævnheder undervejs, hjalp den stærke overbevisning fra Solar Impulse-teamet dem med at navigere i disse udfordringer. "Jeg har aldrig mistet troen på, hvad vi gjorde, " siger Borschberg. "Der var noget, der altid fortalte mig, at der er en løsning et eller andet sted. Det tog mere tid, det krævede mere kræfter, bestemt ... men i sidste ende finder vi altid en måde."

Men et fly kan ikke flyve alene med overbevisning. Kreativitet og tænkning uden for luftfartsindustrien var også afgørende for deres succes, siger Piccard. Mange luftfartseksperter så ud til at være blevet begrænsede i deres tanker, blinde fra tidligere erfaringer med, hvordan man bygger en flyvende maskine. I stedet vendte duoen sig mod værfter, kemiske virksomheder og mere for at søge mulige materialer og løsninger til deres fly. Den ultra tynde kulfiber, der udgør kroppen af ​​flyet, blev for eksempel skabt af det samme firma, der producerede skrog til de slanke sejlbåde, det europæiske Alinghi-holdløb i America's Cup.

"Vi kunne ikke udvikle nye solceller, nye batterier, nye motorer, " siger Borschberg og bemærker, at der bare ikke var tid til at tænke over enhver teknologi, de brugte. I stedet fandt de de mest avancerede løsninger, der allerede findes derude, og gentegnede dem til flyvning, siger han.

”Jeg synes bestemt, det er en temmelig imponerende teknisk præstation, ” fortalte Craig Steeves, associeret direktør for University of Toronto Institute for Aerospace Studies, til National Geographic's Christina Nunez efter afslutningen af ​​Solar Impulse sejlads. "De er temmelig langt foran på en sti, som luftfartsindustrien gerne vil gå."

Piccard og Borschberg er stadig hurtige med at tilføje, at solcelledrevne indstillinger ikke snart vil komme til kommercielle flyselskaber. Solar Impulse 2 - og dens forgænger, Solar Impulse 1 - kunne kun indeholde en person (piloten) i sin uopvarmede og utrykte køleskabstørrelse cockpit; dets enkelt sæde fungerer som et toilet. Flyet er også overraskende langsomt og kører i gennemsnit 30 miles i timen for at maksimere energibesparelser.

”Det var aldrig et mål i sig selv, ” siger Piccard om flyet. "Solar Impulse var den symbolske måde at demonstrere, at du kan bruge denne teknologi til et stort eventyr, som alle troede var umuligt." Med andre ord, målet med flyvningen var ikke nødvendigvis at skubbe til luftfarten, men at skubbe til fantasien.

Men ved at støtte sig mod disse grænser gav Solar Impulse-teamet vigtige bidrag til luftfarten. Mange luftfartsselskaber - inklusive AirBus, Boeing og Siemens - har for nylig annonceret udviklingsprojekter til elektriske eller hybride systemer til reduktion af emissioner fra fremtidige flyvninger. Mens nogle af disse anstrengelser begyndte, før Solar Impulse tog til himlen, trak turen opmærksomhed og inspiration til det spirende felt. ”Det var meget sjovt at se, at ingeniører, der arbejdede i branchen, lo, da jeg indledte projektet, ” siger Piccard. "Men nu arbejder de samme ingeniører på elektriske flyprogrammer."

Mens solenergi forbliver upraktisk for disse ventures, forklarer Piccard, kunne batterierne oplades på nettet før afgang. Men disse teknologier kræver stadig sandsynligvis årtiers test og udvikling for at nå til kommerciel skala, ifølge Peter Wilson, en elektronik- og systemteknisk professor ved University of Bath. En af de primære begrænsninger for disse flyvninger er batterilagring, skrev han til The Conversation i 2015.

Nogle af de største virkninger af Solar Impulse kan faktisk findes på jorden. Flyvningen har skubbet fremskridt på tværs af disciplinerne i mange brancher, ifølge Piccard og Borschberg. Materialeudviklingsselskabet Covestro, en Solar Impulse-partner, tilpasser den ultra-lave vægt, højtydende cockpit-isolering til mere effektive køleskabe. Ifølge Piccard planlægger et opstartfirma i Indien også at bruge flyets højeffektive motorer i loftsventilatorer, der bruger 75 procent mindre elektricitet.

Men nu, når det er sagt og gjort, er Piccard klar til hans næste trin. ”Nu er vi selvfølgelig nødt til at fortsætte, ” siger han, ”succes er ikke der for at sidde i lænestolen og nyde den. Succes er der for at tage det næste skridt.”

I november 2017 lancerede Piccard og hans besætning Verdensalliansen for effektive løsninger, der har til opgave at forbinde investorer og regeringer med 1.000 innovative løsninger, der er rentable og miljøvenlige.

"Meget ofte lykkes beskyttelsen af ​​miljøet på den ene side og industrien på den anden side ikke at finde et fælles sprog, " siger Piccard. Han håber, at det 1.000 løsningsprojekt giver platformen for, at disse samtaler kan ske.

Og selvom denne fase er mindre dramatisk, håber Piccard, at dokumentaren vil hjælpe med at cementere skønheden og dramaet i Solar Impulse i hjertet af publikum og inspirere dem til at holde deres sind åbne, når teknologien skrider frem.

Begge piloters optimisme om energiens fremtid er bestemt smitsom, og deres lidenskab for Solar Impulse er håndgribelig. Når Borschberg lukker samtalen, beskriver han sin oplevelse skyhøje over skyerne. ”Det er absolut smukt at være der oppe, det er en gave, ” siger han. ”Du ser på vingerne, du ser på solen over dig, og du begynder at forstå, at bare de solstråler, der falder på vingerne, er tilstrækkelige til at gøre dig flyve."

”Det er virkelig imponerende, ” tilføjer han. "Det giver dig tro på denne type teknologi."

Den to-timers premiere af The Impossible Flight udsendes 31. januar 2018 kl. 21 ET på PBS.

Inde i den første solcelledrevne flyvning rundt om i verden