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Flugzeug „Solar Impulse“ : Ohne einen Tropfen Sprit um die Welt

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Mit Impuls in den blauen Himmel Bild: dpa

Ein großes viermotoriges Flugzeug, das nur Platz für den Piloten hat und kaum vom Fleck kommt - wozu soll das gut sein? Für den Start in die Zukunft. Die „Solar Impulse“ soll mit Sonnenenergie die Welt umrunden.

          7 Min.

          Bertrand Piccard ist der Mann, der wahr machte, was Jules Verne nicht einmal zu träumen wagte. Er umrundete die Erde in einem Ballon. Es war das anachronistischste, aber vielleicht auch futuristischste Abenteuer des Jahres 1999. Als er mit seinem Begleiter Brian Jones nach 20 Tagen in der ägyptischen Wüste landete und die hochtechnisierte Überlebensgondel des „Breitling Orbiter 3“ verließ, war der Gasvorrat für die Brenner fast erschöpft. Bei ungünstigeren Winden wäre er gescheitert. Es klingt wie eine Anekdote, aber vielleicht ist es ja die Wahrheit, wenn er sagt: „Damals dachte ich, für die nächste Erdumrundung nimmst du ein Fluggerät, das keinen Treibstoff braucht.“ Mit diesem Gedanken beginnt die Geschichte der „Solar Impulse“.

          Im Mai 2010 steht die „Solar Impulse“ in einem großen Hangar, der nach allen Seiten kein Ende nimmt und dennoch gerade ausreicht. Sie ist ein exotischer Gast auf dem Militärflugplatz Payerne im Schweizer Kanton Waadt. Hier starten gewöhnlich kleine, schnelle Jets, die unheimlich viel Lärm machen. Die „Solar Impulse“ ist groß, langsam und unheimlich leise. Als sie am 7. April 2010 zum ersten Mal losrollte und sich trotz Schneckentempos wunderbarerweise von der Startbahn löste, hielten einige tausend Zeugen den Atem an. Man meinte, das Atemanhalten zu hören, denn das Flugzeug selbst gab kaum einen Laut.

          Die „Solar Impulse“ ist Piccards in Kunststoff gegossene Idee vom Weltflug ohne Treibstoff. Ein Flugapparat, wie es noch keinen gab. Im geweiteten Auge des Laien nimmt er sich als ein filigranes Monster aus. Für Fachleute ist er ein Schulterdecker mit einer alles beherrschenden Tragfläche, die von Flügelspitze zu Flügelspitze 63,40 Meter misst. Mit dieser Spannweite können Airbus und Boeing locker 300 Passagiere durch den Himmel karren. Das Solarflugzeug trägt nur den Piloten und tut sich damit schon schwer. Er soll in einem schulterbreiten Cockpit die Welt erobern. Hinter sich hat er einen kurzen, eher verkümmerten Rumpf, der nur zur Befestigung der Höhen- und Seitensteuerflächen da ist. Einen Schönheitspreis wird die „Solar Impulse“ nicht gewinnen. Als Charles Lindbergh 1927 sein auch recht exzentrisches Ozeanflugzeug „Spirit of St. Louis“ in Augenschein nahm, sagte er: „Für mich ist die ganze Zukunft der Luftfahrt in ihr enthalten.“

          Vom ersten Flug hat Scherdel den teuren Vogel glücklich an einem Stück nach Hause gebracht
          Vom ersten Flug hat Scherdel den teuren Vogel glücklich an einem Stück nach Hause gebracht : Bild: Solar Impulse

          Nicht für einen Eintrag ins alberne Guinness-Buch der Rekorde

          Die „Solar Impulse“ mit dem Kennzeichen HB-SIA wurde nicht für einen Eintrag ins alberne Guinness-Buch der Rekorde gebaut. Gewiss soll sie Rekorde brechen, aber ihre Hauptaufgabe ist die Verbreitung einer Botschaft: „Wenn ein Flugzeug ohne einen Tropfen Treibstoff bei Tag und bei Nacht fliegen kann, angetrieben nur mit Sonnenenergie, wird doch niemand mehr behaupten wollen, Automobile, Heiz- und Kühlsysteme oder Computer könnten so nicht funktionieren.“ Seht her, heißt das, hier kommt die Energiewende! Sie kommt sehr langsam. Die Lufthansa darf sich einstweilen noch nichts erhoffen.

          Neu und verblüffend ist die Tauglichkeit für den Nachtflug. Die „Solar Impulse“ hat nicht weniger als 200 Quadratmeter schwarzblau schimmernder Solarzellen auf Flügeln und Höhenflosse. Sie liefern Strom für vier Elektromotoren mit Propeller. Damit steigt sie im Sonnenschein bis auf 8500 Meter, eine Flughöhe, die der Pilot nur mit Sauerstoffmaske und arktischer Kluft übersteht. Wenn der Tag zur Neige geht, hat die Sonne nebenbei auch die Batterien für den Nachtflug gefüllt. Allein die Batterien wiegen rund 400 Kilogramm - ein Viertel der Gesamtstartmasse. Wenn es dunkel wird, muss der Pilot in überlebensfreundliche Lufträume abtauchen und tief durchatmen. Bis zum nächsten Sonnenaufgang.

          Symbiose von Abenteuer und Forschung

          Der Name Piccard ist nicht nur in der Schweiz ein Inbegriff für die Symbiose von Abenteuer und Forschung. Bertrands Großvater Auguste Piccard stieg im Jahre 1932 mit seinem Begleiter Max Cosyns in einem Ballon bis in die Stratosphäre: 16940 Meter. So weit hatten sich Menschen bis dahin noch nie von der Erdoberfläche entfernt. Dann der Vater: In dem Tauchboot „Trieste“ ging Jacques Piccard im Januar 1960 in entgegengesetzter Richtung auf Erkundungsfahrt. Zusammen mit Don Walsh sank er im Marianengraben bis knapp 11000 Meter unter den Meeresspiegel, die größte je erreichte Wassertiefe. Diese Piccards können von sich sagen, sie hätten die Grenzen der bekannten Welt ein wenig verschoben. Und nun der Enkel: Bertrand Piccard, 1958 in Lausanne geboren, ist Mediziner mit den Spezialgebieten Psychotherapie und Hypnose, Präsident einer humanitären Stiftung und Vater dreier Töchter. Aber all das scheint einen Mann von seinem Schlag nicht auszufüllen. So verschrieb er sich auch noch hundertprozentig der Luftfahrt. Sein Motto: „Der einzige Weg, nie zu scheitern, ist, es nie zu versuchen.“

          Als sich Otto Lilienthal 1891 auf das Wagnis des Fliegens einließ, hatte er noch keine Ahnung von der Form und Größe, vom Gewicht und Material, von der Bauweise und Festigkeit der Flügel, die ihn durch die Luft tragen sollten. Fliegen war bis dahin nur Wunsch und Gedanke. So ähnlich ging es auch im Fall der „Solar Impulse“ los. Die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne unterzog Piccards Solarflugidee einer Machbarkeitsstudie und kam zu einem positiven Ergebnis. Die Hochschule vertraute dem Urteil eines Mitarbeiters, der Piccard in seiner Vielseitigkeit kaum nachsteht: André Borschberg. 1952 in Zürich geboren, studierte er Maschinenbau, wurde Jagdflieger und holte sich am renommierten MIT, dem Massachusetts Institute of Technology, das Rüstzeug für Managementaufgaben. 2003 wurde er Piccards Partner. Da haben sich zwei gesucht und gefunden. Gemeinsam leiten sie das Unternehmen „Solar Impulse SA“, das mittlerweile eine siebzigköpfige Mannschaft von Wissenschaftlern, Konstrukteuren, Technikern und Logistikern umfasst. Vor der Halle steht Borschbergs kleiner Hubschrauber für eilige Ausflüge.

          Vorbilder waren die Muskelkraftflieger

          Wenn es für die „Solar Impulse“ überhaupt Vorbilder gab, so waren es Muskelkraftflieger, die ja auch das beinahe Unmögliche schafften: extrem leichte Apparate mit geringster Flächenbelastung zu bauen und einen schlanken Menschen mit strammen Waden hineinzusetzen. Tret- und Solarflugzeuge haben verwandte Züge: Sie sind notorisch untermotorisiert. Pioniere wie der amerikanische Physiker Paul MacCready und der Münchner Designer Günter Rochelt befassten sich nicht zufällig mit beiden Antriebsarten (siehe Kasten).

          Flugzeugbauer mussten schon immer jedes überflüssige Kilo einsparen, ohne einen Bruch riskieren zu dürfen. Bei der „Solar Impulse“ zählte jedes Gramm. Sie rechneten und feilten so lange an jedem Flugzeugteil herum, bis sie nichts mehr weglassen konnten. Aus der Luftfahrtindustrie kam die Auskunft, ein Tragflügel der gewünschten Art sei nicht zu machen. Ein Bootsbauer am Genfer See machte es. Ergreift man eine der 150 Rippen, die dem Flügel die aerodynamische Form geben, so scheint sie kaum schwerer in der Hand zu wiegen als schiere Luft. 2008 begann der Bau. Der tragende Holm, das Rückgrat des Flügels, ist ein Kohlefaserkunststoffbalken von 61 Meter Länge. Bei den Belastungstests mussten sich die Teams am linken und rechten Flügelende mit Funkgeräten verständigen. In einer Halle in Dübendorf, dem Zürich benachbarten alten Militärflugplatz, fügten sich die Teile zum großen Ganzen. Ende 2009 machte die „Solar Impulse“ schon mal probeweise einen meterhohen Hüpfer, ohne wegzufliegen.

          Sein Großvater war noch der Typ des weltfremden Professors

          Bertrand Piccard hat der Familientradition des abenteuernden Forschertums das Element der professionellen Öffentlichkeitsarbeit hinzugefügt. Sein Großvater war noch der Typ des weltfremden Professors. Der Enkel eilt von Mikrofon zu Mikrofon, von Kamera zu Kamera und verteilt seinen polyglotten Charme an alle Welt. „Solar Impulse“ ist eine Inszenierung auf großer Bühne. 70 Millionen Euro soll die Sonnentour kosten. Videoclips begleiten jeden Schritt. Der Internetauftritt informiert in sieben Sprachen, auch Chinesisch. Wer sich die Welt vornimmt, kommt an China nicht vorbei. Wütend erinnert sich Piccard an eine frühere Weltfahrt mit dem Ballon, die missglückte, weil Peking ihm den Luftraum sperrte. Die „Solar Impulse“ soll in China zwischenlanden, alles ist schon arrangiert.

          Die vier Elektromotoren leisten maximal 30 Kilowatt - darüber lacht heute jeder Kleinwagenbesitzer. Die „Solar Impulse“ wird am Himmel nur so dahinschleichen. Sie soll mit 70 km/h in Höhen vordringen, die zwölfmal so schnellen Jets vorbehalten sind. Keine leichte Aufgabe für die Fluglotsen - als wolle ein Traktorfahrer quer durch ein Autorennen über den Nürburgring tuckern. Aber Fragen der Flugsicherung sind noch nicht aktuell. In diesen Wochen unternimmt die „Solar Impulse“ in Payerne erste tastende Flugversuche. Obwohl Piccard und Borschberg erfahrene Flieger sind, haben sie für die Erprobung einen ausgebildeten Testpiloten engagiert, Markus Scherdel. Er findet heraus, ob der Flugapparat die Erwartungen des Computers erfüllt.

          Missverhältnis von Größe und Geschwindigkeit

          Charakteristisch für die „Solar Impulse“ ist das Missverhältnis von Größe und Geschwindigkeit. An windigen Tagen bleibt das Flugzeug in der Halle. Mit einem Flügel, der sich schon bei Radfahrertempo hebt, kann auch das Rollen am Boden unfallträchtig sein. Der Aufbruch in die Zukunft verlangt Windstille. Dass ein Pilot zum Landen die Leistungshebel nach vorn schieben muss, um die Ruderwirkung zu erhöhen, das ist auch etwas Neues. Kurvenflüge werden wie auf rohen Eiern ausgeführt, weil die „Solar Impulse“ bei mehr als fünf Grad Schräglage vom Abschmieren bedroht ist.

          Vom ersten Flug hat Scherdel den teuren Vogel glücklich an einem Stück nach Hause gebracht. Aber der Weg ist noch weit. Demnächst folgt ein Nachtflug. Dann eine 36-Stunden-Tour. Lindberghs historische Ozeanüberquerung 1927 dauerte 33 Stunden und 32 Minuten und wäre beinahe an Schlafmangel gescheitert. Piccard und Borschberg müssen Lindberghs Wachrekord weit überbieten. Sie wollen einander am Steuer ablösen, wenn es 2012 in Etappen um die Welt geht. Schon jetzt wird trainiert. Sie bereiten Körper und Geist, Kopf und Bauch auf den Ausnahmezustand vor: tage- und nächtelang fern von Bett und Toilette wach zu bleiben und nur minutenlang zu schlafen. Es gibt eine schlichte Selbststeueranlage. Es gibt ein Warnsystem, das den Piloten mittels Vibration aufrüttelt, wenn die Schräglage zunimmt. Das Müdigkeits-Management ist so kompliziert wie das Energie-Management.

          Unberechenbar als Freund oder Feind ist die Erdatmosphäre

          Die Mannschaft in Payerne besitzt die von solider Fachkenntnis fundierte Risikobereitschaft, ohne die eine Neuvermessung der Welt nicht möglich wäre. Unberechenbar als Freund oder Feind ist die Erdatmosphäre. Wenn es schon zwischen Zürich und Payerne so schnell gewittern kann, darf man auf globalem Kurs nicht immer Bilderbuchwetter erwarten. Der Plan sieht den Bau einer modifizierten zweiten Maschine vor, vielleicht noch ein wenig größer. Aber das ist wie die Zukunft selbst noch ungewiss.

          Auch die Deutsche Bank, neben den Konzernen Solvay und Omega ein Hauptsponsor des Abenteuers, ist sich des Risikos bewusst. Sie lässt sich die sonnige Verheißung einen zweistelligen Millionenbetrag kosten, also nicht nur Peanuts. Umweltschutz ist derzeit das zweitwichtigste Wort der Banker, die ihre Frankfurter Zentrale gerade zum „umweltfreundlichsten Hochhaus Europas“ umbauen. Hanns Michael Hölz, Klimastratege der Bank, sieht die „Solar Impulse“ als Botschafterin der neuen Zeit: „Sie wird den Einsatz erneuerbarer Energien revolutionieren.“

          Pioniere des Solarflugs

          Paul MacCready (1925-2007) gilt als Vater des Muskelkraftflugs, für dessen Verwirklichung hohe Preise ausgesetzt waren. Der amerikanische Physiker und Segelflugweltmeister entwickelte in den siebziger Jahren extrem leichte Tretflugzeuge mit Pedalen und Propeller: „Gossamer Condor“ und „Gossamer Albatros“. Im „Albatros“ strampelte der Radrennfahrer Bryan Allen am 12. Juni 1979 über den Ärmelkanal. Die Erfahrungen mit faserverstärkten Kunststoffen und hauchzarten Folien nutzte MacCready für die Konstruktion seiner Solarflugzeuge „Gossamer Penguin“ und „Solar Challenger“ (Bild oben). Am 7. Juli 1981 flog Stephen Ptacek mit dem „Challenger“ in 5 Stunden und 23 Minuten auf der klassischen Pionierroute von Paris nach London. Gut 20 Quadratmeter Solarzellen lieferten den Strom für zwei Elektromotoren.

          Günter Rochelt (1939-1998) hatte wie Paul MacCready wegweisende Ideen sowohl für den Muskelkraft- als auch für den Solarflug - hier wie da fehlt es an Pferdestärken. Der eigenwillige deutsche Designer mit dem wilden Bartwuchs, ein Quereinsteiger, rüstete ein modifiziertes Entenflugzeug mit Solarzellen aus und nannte es „Solair I“. Am 17. Dezember 1980 (Jahrestag des Erstflugs der Brüder Wright) machte er nach erfolgreichem Start in Oberpfaffenhofen eine Bruchlandung. Im August 1983 blieb er beinahe sechs Stunden in der Luft. Er hinterließ die weiterentwickelte „Solair II“. Rochelts Muskelkraftflieger „Musculair I“ und „Musculair II“, die im Deutschen Museum gelandet sind, stellten 1984 und 1985 Geschwindigkeitsrekorde auf: 35,7 und 44,26 km/h - mit Sohn Holger an den Pedalen.

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