"Warum keine solaren Verkehrsflugzeuge?"

Der Solar Impulse-Pilot und Manager André Borschberg spricht im TR-Interview über den ersten solaren Nachtflug der Weltgeschichte.

Anfang Juli hat das nur von Solarzellen mit Energie versorgte Flugzeug HB-SIA seinen ersten erfolgreichen Nachtflug absolviert. Das Solar-Impulse-Team um Bertrand Piccard und André Borschberg konnte damit zum ersten Mal zeigen, dass es möglich ist, auch größere Distanzen mit einem Solarflugzeug zu überwinden.

André Borschberg ist nicht nur Pilot des Flieger-Prototypen, sondern auch CEO von Solar Impulse. Borschberg ist seit frühster Jugend von der Luftfahrt fasziniert – er absolvierte seine Pilotenausbildung bei der Schweizer Luftwaffe und hat zudem einen Abschluss als Mechanik-Ingenieur und einen Master in Management-Wissenschaften. Technology Review sprach mit Borschberg über die technischen Herausforderungen des ersten solaren Nachtflugs und die nächsten Schritte bei Solar Impulse.

Technology Review: Herr Borschberg, zunächst einmal herzlichen Glückwunsch zu Ihrem Erfolg. Verwenden Sie an Bord der Solar Impulse eigentlich normale, handelsübliche Solarzellen?

André Borschberg: Ich würde sagen, sie sind ziemlich normal. Es sind Silizium-Zellen – allerdings haben sie einen recht hohen Wirkungsgrad von über 22 Prozent. Und sie sind sehr dünn, um Gewicht zu sparen. Das Gesamtgewicht war für uns natürlich eine sehr wichtige Sache.

TR: 22 Prozent ist eine Menge für Silizium-Zellen. Wie machen Sie das?

Borschberg: Ja, das stimmt. Die Technologie ist von Sunpower entwickelt, einem US-Unternehmen.

TR: Können Sie etwas über die technischen Herausforderungen des 24-Stunden-Fluges sagen? Was war so besonders schwierig daran? Ich meine, letztendlich geht es doch nur darum, tagsüber die Batterie zu laden und nachts die gespeicherte Energie zu nutzen?

Borschberg: (lacht) Ja, wenn Sie es so beschreiben, klingt das tatsächlich ganz einfach. Im Wesentlichen mussten wir eigentlich nur zwei Dinge richtig machen: Während des Tages mussten wir genügend Energie tanken und sicherstellen, dass wir dabei nicht zu viel Energie verbrauchen. Wenn wir die Batterie laden, steigen wir ja auf etwa 9000 Meter – und wir müssen sicherstellen, dass der Solargenerator leistungsfähig genug ist. Und nachts dürfen wir nicht zu viel der gespeicherten Energie verbrauchen, so dass wir am nächsten Morgen – zumindest theoretisch – wieder aufsteigen könnten. Wir hatten das Energiemanagement anhand eines komplexen Software-Modells entwickelt. Aber man kann nie wissen, ob die Realität sich wie das Modell verhält. Das war die große Frage für uns.

TR: Nun, das Modell scheint ja funktioniert zu haben.

Borschberg: Ja, es hat sogar besser funktioniert, als wir geglaubt haben. Manchmal machen schon kleine Details einen Unterschied. Das Flugzeug sollte nach unseren Berechnungen eine Sinkrate von 27 cm pro Sekunde haben. Das ist in derselben Größenordnung wie die Bewegung der Atmosphäre. Theoretisch war alles einfach, aber wir mussten auch zeigen, dass es praktisch geht.

TR: Die maximale Flughöhe betrug 8700 Meter. Warum so hoch? Brauchten Sie diese Höhe, um die Batterie zu laden?

Borschberg: Nein. Wir haben die Flughöhe verwendet, um Energie zu speichern. Die Batterietechnologie ist zwar mittlerweile sehr viel besser geworden, aber Batterien sind immer noch sehr schwer. Deswegen haben wir eine Art Hybrid-Lösung gewählt: Wir speichern einen Teil der Energie in der Flughöhe. Nachts sinken wir dann zwei bis drei Stunden ab, bevor wir die Motoren starten.

TR: Verwenden Sie spezielle Batterien?

Borschberg: Die Technologie beruht auf Lithium-Polymer-Zellen. Aber natürlich sind diese Zellen speziell auf unsere Belange angepasst. Wir haben eine Energiedichte von 240 Wattstunden pro Kilogramm – was nicht schlecht ist.

TR: In den Medienberichten hieß es, sie mussten eine permanente Datenverbindung mit ihrer Basisstation aufrecht erhalten. Warum war das notwendig? Lief denn das Energie-Management nicht an Bord?

Borschberg: Nein. Es ging darum, den Zustand des Flugzeugs zu kontrollieren. Wir reden hier über ein sehr großes Flugzeug – etwa so groß wie ein Airbus A340 – 65 Meter Spannweite. Das Gesamtgewicht ist etwa so wie bei einem Kleinwagen. Das ist ein sehr, sehr spezielles Flugzeug – also wollten wir alles darüber wissen, wie diese Maschine sich im Flug verhält, ob es Vibrationen gibt, unvorhergesehenes Verhalten und so weiter.

TR: Gab es denn irgendwelche Probleme?

Borschberg: Nein, die Maschine hat sich gut benommen. Eines der Ziele dieses Testfluges war auch, zu prüfen, wie gut wir innerhalb der festgelegten Parameter bleiben können. Und das ist gut gelungen. Wenn Sie die Geschwindigkeit als Beispiel nehmen: Ich bin 25 Knoten plus/minus einen halben Knoten geflogen. Von einem technischen Standpunkt aus ist der Flug sehr gut gelaufen.

TR: Auch aus Ihrer persönlichen Sicht?

Borschberg: Ja. Ich hatte eine wundervolle Zeit und eine fantastische Aussicht: Die Nacht, der Aufgang des Mondes, der Sonnenaufgang – all das war sehr schön.

TR: Einige kleine Pannen gab es aber doch, oder? Ich habe gelesen, Ihnen sei das Trinkwasser eingefroren...

Borschberg: Ja, das war für mehrere Stunden gefroren, so dass ich zwischenzeitlich etwas durstig war.

TR: War die Kabine denn nicht hinreichend isoliert gegen die Kälte?

Borschberg: Man hatte mir gesagt, dass die Flüssigkeit nicht so schnell frieren sollte. Aber wir haben uns nicht wirklich um diese Frage gekümmert. Sehen Sie, man testet das Flugzeug sehr sorgfältig – die Elektronik, die Struktur und so weiter. Da bleibt für Getränke nicht genügend Zeit.

TR: Wie geht es nun weiter?

Borschberg: Die Erfahrungen, die wir gemacht haben, werden in die Konstruktion eines zweiten Flugzeuges einfließen. Das soll eine bessere Performance haben. Und mit diesem Flugzeug wollen wir dann – nur angetrieben von Solarenergie – den Atlantik überqueren und schließlich rund um die Welt fliegen.

TR: Was bedeutet "mehr Performance"?

Borschberg: Wir haben das Flugzeug jetzt hier in der Schweiz geflogen – bei gutem Wetter. Dabei haben wir gesehen, dass wir Grenzen haben. Der tiefste Punkt nach dem Nachtflug war etwa bei 5000 Fuß. Wir wollen mindestens doppelt so hoch kommen, damit wir auch Berge überfliegen können. Und natürlich wollen wir auch Abwinde etc. besser ausgleichen können.

TR: Wie wollen Sie das erreichen? Wird das nächste Flugzeug noch größer?

Borschberg: Nein, ich denke das wird es nicht. Wir arbeiten mit unseren Partnern an besseren Solarzellen, besseren Batterien und natürlich an leichteren Materialen. Einer unserer Partner ist Bayer MaterialScience, die sehr engagiert sind in der Arbeit mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Wir werden diese neuen Materialien testen und hoffen so, noch mehr Gewicht zu sparen.

TR: Wann wird der zweite Prototyp fertig?

Borschberg: Wir fangen jetzt mit dem Design an und werden 2011 mit dem Bau beginnen. Wir hoffen dann, die Langstreckenflüge 2013-2014 zu starten. Parallel dazu werde ich den ersten Prototypen weiter fliegen: Ein erster internationaler Flug ist für das kommende Jahr geplant. Wir haben allerdings noch nicht festgelegt, wo dieser Flug stattfinden wird.

TR: Wie finanzieren Sie das Projekt?

Borschberg: Wir haben mittlerweile rund 80 Partner-Unternehmen. Dort findet die gesamte Grundlagenforschung statt – an Batterien, Elektromotoren oder Materialien. Außerdem bekommen wir finanzielle Unterstützung von einigen Partner-Unternehmen. Das Gesamt-Budget beträgt etwa 100 Millionen Dollar; davon haben wir bereits 75 Millionen eingesammelt – wir sind also noch immer auf der Suche nach Sponsoren, aber wir führen Gespräche mit Interessierten. Ich bin sehr zuversichtlich, dass wir die Finanzierung in den kommenden Monaten abschließen können.

TR: Selbst wenn Sie einen Transatlantik-Flug schaffen, sind Sie noch immer sehr weit weg von der Anwendbarkeit Ihrer Technologie. Glauben Sie, dass es eines Tages solare Passagierflüge geben wird?

Borschberg: Das ist genau das, was wir mit unserem Projekt zeigen wollen. Wir wollen demonstrieren, was man mit dieser Art von Technologie tatsächlich tun kann – nicht nur in Flugzeugen, sondern auch am Boden. Wir sind vollkommen abhängig von fossilen Brennstoffen – 85 Prozent der Welt-Energieversorgung stammen von Kohlenwasserstoffen. Der Preis dieser Energie wird steigen. Das wird sehr ernste Auswirkungen auf die Wirtschaft haben.

Wir glauben, dass man durch einen klugen Einsatz vorhandener Technologien eine ganze Menge dieser Energie einsparen kann – bei gleichzeitigem Erhalt des Lebensstandards. Unser Projekt soll zeigen, was möglich ist. Und natürlich wollen wir andere zu eigenen Projekten anregen. In manchen Ländern wird bereits intensiv an der Nutzung Erneuerbarer Energien gearbeitet, aber in vielen Ländern ist das nicht der Fall. In der Schweiz haben wir ziemlich lange geschlafen, was das angeht.

TR: Mag sein, aber glauben Sie wirklich, dass wir 2050 solare Passagierflugzeuge sehen werden?

Borschberg: Ich denke, es ist schwierig zu sagen, wann das der Fall sein wird. Aber die IATA, der internationale Dachverband der Fluggesellschaften, hat sich das Ziel gesetzt, den weltweiten CO2-Ausstoß aus dem Luftverkehr bis 2050 um 50 Prozent zu senken. 40 Jahre, das hört sich an wie eine lange Zeit, aber wir wissen, wie lange es dauert, bis sich neue Technologien in der Luftfahrt durchsetzen. Wenn wir heute nicht anfangen, werden wir das Ziel nicht erreichen. 25 Jahre, nachdem die Gebrüder Wright das erste Mal abgehoben sind, hat Charles Lindbergh den Atlantik überquert. Und es hat noch einmal 25 Jahre gedauert, bis das erste Passagierflugzeug über den Atlantik geflogen ist. (wst)