Een Zwitsers team gaat proberen om zonder een druppel brandstof te verbruiken een hoogte van zo’n 25 kilometer te bereiken.

Vorig jaar waren we er getuige van dat het zonnevliegtuig Solar Impulse 2 – zonder ook maar een druppel brandstof te verbruiken – een reis om de wereld voltooide. De volgende stap? Met een zonnevliegtuig naar een hoogte van zo’n 25.000 meter(!) vliegen.

SolarStratos
Dat is de missie die het team van SolarStratos – niet gelieerd aan Solar Impulse – zich gesteld heeft. “Het project is in 2014 van start gegaan en inmiddels hebben we een vliegtuig dat volgende maand getest gaat worden,” vertelt Bernard Schopfer aan Scientias.nl. “De eerste stratosferische vlucht moet dan in 2018 of 2019 plaatsvinden.”

De piloot zal een ruimtepak dragen dat – en ook dat is een primeur – eveneens op zonne-energie draait. Afbeelding: Creatorz Deitz.

Ruimtepak
Een vlucht naar de stratosfeer brengt heel wat uitdagingen met zich mee. “Het opladen van de accu’s, de lage temperaturen (-70 graden Celsius, red.) en de lage luchtdruk,” zo somt Schopfer er zomaar een paar op. “Het vraagt allemaal om technische oplossingen. Zo vereist de lage luchtdruk bijvoorbeeld dat de piloot een ruimtepak draagt. Alleen zo kunnen we hem in leven houden als de luchtdruk nog maar enkele procenten is van de druk die we op zeeniveau ervaren.”

Andere uitdaging, ander vliegtuig
Het moge duidelijk zijn: een vlucht naar de stratosfeer is heel iets anders dan een rondje om de wereld vliegen. Het vraagt dan ook om een heel ander vliegtuig. “Solar Impulse 2 (het zonnevliegtuig dat een reis om de wereld maakte, red.) moest vooral een lange periode in de lucht kunnen blijven. Het belangrijkste kenmerk van ons vliegtuig is dat het heel hoog moet kunnen vliegen. Daarom is het aerodynamische ontwerp totaal anders.”

Een artistieke impressie van het zonnevliegtuig waarmee SolarStratos een hoogte van zo’n 25.000 meter wil bereiken. Afbeelding: Creatorz Deitz.

Het vliegtuig van SolarStratos – HB SXA genaamd – heeft een spanwijdte van zo’n 24,8 meter en is 8,5 meter lang. Het vliegtuig weegt ongeveer 450 kilo, beschikt over een propeller en 22 m2 aan zonnecellen. Even ter vergelijking: het zonnevliegtuig dat vorig jaar een wereldreis maakte, had een spanwijdte van meer dan 71 meter en woog zo’n 2300 kilo. Een ander groot verschil is dat HB SXA ruimte biedt aan twee piloten, terwijl Solar Impulse 2 maar plek had voor één piloot.

Ter vergelijking: Solar Impulse 2, het vliegtuig dat vorig jaar een reis rond de wereld voltooide. Ook dit vliegtuig vloog op zonne-energie, maar nooit hoger dan 8,9 kilometer. Afbeelding: Solar Impulse.

Naar de stratosfeer
Al zo’n drie jaar werkt het team aan HB SXA. En dat allemaal voor een vlucht die slechts een paar uren zal duren. De heenreis neemt zo’n 2,5 uur in beslag. En hopelijk wordt daarbij uiteindelijk een hoogte van zo’n 25.000 meter behaald. “Aangezien dat echter nog niet eerder geprobeerd is, zullen we zo hoog gaan als mogelijk is. Alleen de vluchten zullen ons kunnen vertellen wat het vliegtuig kan hebben.” Na een kwartiertje van het uitzicht genoten te hebben, wordt de terugtocht aangevangen die zo’n 3 uur duurt.

Doel
SolarStratos heeft met de missie een duidelijk doel voor ogen. “We willen laten zien dat de huidige technologie ons in staat stelt om net zo ver en zelfs verder te gaan dan fossiele brandstoffen ons kunnen brengen,” legt Schopfer uit. “Als ons vliegtuig naar een hoogte van 25.000 meter kan vliegen, kunnen we elektrische, door zonne-energie aangedreven commerciële vluchten gaan overwegen die ons dichter bij de ruimte in de buurt brengen.”

Het zonnevliegtuig vliegt op een hoogte die traditionele (passagiers)vliegtuigen niet kunnen bereiken. Het uitzicht vanuit het vliegtuig zal indrukwekkend zijn. Zo zal de piloot de ronding van de aarde kunnen zien. En tevens bij daglicht sterren kunnen spotten. Afbeelding: Creatorz Deitz.

Nieuwe grenzen
Welke grenzen vallen er nog te verleggen als SolarStratos er volgend jaar of dat jaar erop in slaagt om op zonne-energie alleen een hoogte van 25.000 meter te bereiken? “Het volgende doel zou kunnen zijn om een zonnevliegtuig naar Mars te sturen. Waarom niet?” Natuurlijk moet Schopfer erkennen dat dat misschien niet direct de meest aannemelijke vervolgstap is. “Maar je kunt je wel inbeelden dat we in de toekomst door de zon aangedreven vliegtuigen inzetten om enkele tientallen passagiers van de ene naar de andere stad te vervoeren. Of door de zon aangedreven drones gebruiken om de aarde te observeren of telecommunicatie mogelijk te maken in afgelegen gebieden.”

Domjan in de simulator. Afbeelding: Ali Eichenberger / SolarStratos.

Maar eerst maar eens die eerste vlucht maken. Wanneer dat precies gaat gebeuren, weet Schopfer nog niet. Dat kan volgend jaar zijn. Maar ook dat jaar erop. “Als we er klaar voor zijn.” Eind vorig jaar onthulde SolarStratos reeds het vliegtuig waarmee het de grenzen van zonne-energie opnieuw hoopt te gaan verleggen. Maar met alleen een vliegtuig ben je natuurlijk niet klaar. Er is veel om over na te denken. En veel om uit te proberen. Zo wordt piloot Raphael Domjan momenteel met behulp van simulaties voorbereid op zijn ‘moment of fame’ dat natuurlijk twee kanten op kan gaan. “De piloot brengt vele uren in de simulator door en missioncontrol schotelt hem allerlei noodsituaties voor waar hij op voorbereid moet zijn, maar waarvan we natuurlijk hopen dat ze nooit plaats zullen vinden.” Ondanks al die voorbereidingen blijft het spannend tot het laatste moment, het moment waarop Domjan weer voet op aarde zet. “Geen enkel vliegtuig vliegt regelmatig op deze hoogte, alleen raketten doorkruisen dit gebied. Het is een heel nieuwe omgeving en dit heeft nog nooit iemand geprobeerd.”