Credito d'immagine: ESA
Il programma di trasferimento tecnologico dell'ESA è di fornire tecnologie all'avanguardia per assistere il volo dell'avventuriero Bertrand Piccard in giro per il mondo in un aereo a pilotaggio solare a energia solare, come dimostrazione definitiva del potenziale di volo privo di inquinamento.
Nel 1999 Piccard e il copilota Brian Jones furono le prime persone a fare il giro del mondo ininterrottamente. Piccard ha ora lanciato Solar Impulse per ripetere la sua circumnavigazione globale, questa volta in un aereo a energia solare privo di inquinamento.
Questo ambizioso progetto è stato presentato alla "32a Esposizione internazionale di invenzioni, nuove tecniche e prodotti" che aprirà a Ginevra, in Svizzera, questa settimana.
L'aereo proposto assomiglia ad un aliante, ma con un'apertura alare gigantesca di 70 metri, superiore a quella di un Boeing 747. Completamente coperto da celle solari e dotato possibilmente di due motori a elica montati sulla coda, l'aereo sarà in grado di decollare senza assistenza e trasporterà le batterie necessarie per il volo notturno.
Sono già stati identificati diversi settori in cui le competenze spaziali europee potrebbero fornire tecnologie all'avanguardia: includono batterie e celle solari, sistemi di gestione dell'energia, strutture composite ultraleggere e sistemi di monitoraggio per verificare la salute del pilota.
Il cielo è il limite per lo sviluppo sostenibile
Per il progetto Solar Impulse, Piccard sta di nuovo facendo squadra con Brian Jones, il suo copilota a bordo del pallone da record Breitling Orbiter 3 cinque anni fa. Ha nominato l'ingegnere e pilota Andr? Borschberg come project manager e terzo pilota del team.
"La sfida questa volta è influenzare la storia del trasporto aereo sfruttando le nuove tecnologie che soddisfano le esigenze della nostra era per lo sviluppo sostenibile e l'uso di sole forme di energia rinnovabile", spiega Piccard.
Il Programma di trasferimento tecnologico dell'ESA sta fornendo supporto tecnologico mentre l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia (EPFL) di Losanna è il "Consigliere scientifico ufficiale" del progetto.
"La fonte primaria di energia sui nostri satelliti è il sole, come per l'aereo di Piccard", afferma Pierre Brisson, capo del programma di trasferimento tecnologico dell'ESA. "Abbiamo sviluppato alcune delle migliori celle solari al mondo e sistemi avanzati di accumulo e gestione dell'energia, tutte le tecnologie chiave a bordo del nostro veicolo spaziale. Saranno un buon punto di partenza per lo sforzo di Piccard ".
L'istituto EPFL ha appena completato uno studio di fattibilità per il progetto che analizza le tecnologie esistenti. Yves Perriard, direttore dell'EPFL Integrated Actuators Laboratory e uno dei principali scienziati dello studio, ha confermato: "Sappiamo che è possibile creare una struttura completamente alimentata dal sole". EPFL è stata una scelta ovvia per questo studio. L'istituto ha condotto la ricerca termodinamica per il successo del volo in mongolfiera Piccard-Jones del 1999 ed è il consulente scientifico ufficiale del team velico svizzero Alinghi, attuale detentore della Coppa americana.
100% a energia solare a 10 km di altitudine, volando tutto il giorno
L'aereo a energia solare Solar Impulse deve rimanere sopra le nuvole per catturare tutta la luce solare disponibile, a un'altitudine compresa tra 10 000 e 11 000 metri, dove la temperatura è di circa 55 ° C.
Potrebbe essere necessario pressurizzare la sua cabina di pilotaggio per missioni più lunghe e la sua costruzione richiederà l'uso delle ultime tecnologie in materiali ultraleggeri. La sfida più importante sarà quella di costruire il grande aereo con una struttura molto leggera in grado di trasportare batterie sufficienti per il volo notturno.
I requisiti elettrici rappresentano un'altra sfida ingegneristica chiave? come immagazzinare energia solare sufficiente durante il giorno per continuare il volo per tutta la notte.
Perriard spiega: "È davvero una guerra contro tutte le perdite nel sistema di alimentazione dalle celle solari ai motori".
Lo studio EPFL afferma che le attuali batterie agli ioni di litio standard offrono poco meno di 200 wattora per chilogrammo (Wh / kg), sufficienti per supportare un aereo a pilota singolo, mentre una soluzione a due piloti richiederebbe una capacità di almeno 300 Wh / kg.
Il piano è di progettare e costruire il primo prototipo di velivolo nel 2004-2005, con voli di prova iniziali nel 2006. Il passo successivo è quello di completare i voli notturni nel 2007, inizialmente almeno 36 ore inclusa una notte intera. Da quel momento in poi le lunghezze di volo devono essere aumentate. Saranno necessarie soluzioni innovative per conservare il cibo e l'acqua necessari riducendo al minimo il peso? problemi familiari per gli ingegneri dell'ESA che progettano missioni spaziali.
Quando Solar Impulse volerà in tutto il mondo, senza sosta? "Si prevede di attraversare l'Atlantico nel 2008 e volare in tutto il mondo con scali nel 2009", afferma Andr? Borschberg, "Volare ininterrottamente dipende molto da quanto velocemente avremo batterie a maggiore densità di energia? Ma non prima del 2009."
Fonte originale: comunicato stampa ESA
