Si2 ist ein fliegendes Labor

Oberstes Kriterium war dabei die Effizienz. In Zusammenarbeit mit etwa 80 Unternehmen und Forschungseinrichtungen wie der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) wurde eine Reihe neuer Techniken für das Flugzeug entwickelt. Diese sind aber nicht exklusiv für dieses Projekt, sondern sollen auch als kommerzielle Produkte auf den Markt kommen. Das Solarflugzeug ist das fliegende Testlabor dafür.

"Alle Technologien, die wir für Solar Impulse entwickeln, finden ihren Weg in die Industrie. Unsere Partner wollen in erster Linie bessere Lösungen für ihre eigenen Produkte und Märkte", sagte Borschberg der Neuen Zürcher Zeitung. Der Schaum etwa, der entwickelt wurde, um das Cockpit zu isolieren, wird in Kühlschränken der Klasse AAA+ eingesetzt. Auch die Verbesserungen an den Akkus - Elektrolyt und Nanotube-Elektroden - werden in kommerzielle Produkte integriert.

Werft baut Flugzeug

Das Flugzeug besteht fast vollständig aus ultraleichten Verbundstoffen wie Kohlenstofffaser-verstärktem Kunststoff, kurz Karbon, der in einer Sandwich-Konstruktion verarbeitet wird. Die Kohlenstoff-Matten sind dünner und leichter als Papier. Die Technik stammt aus dem Yachtbau - entsprechend hat auch eine Werft das Flugzeug gebaut. Das Genfer Unternehmen hatte zuvor auch die Rümpfe der Boote gebaut, mit denen das Schweizer Team Alinghi dreimal im America's Cup antrat. Das Verfahren wurde für das Solar-Impulse-Projekt weiter entwickelt und soll künftig beim Bau von Segelyachten verwendet werden.

Die Solarzellen entsprechen weitgehend handelsüblichen Zellen. Die wurden allerdings deutlich dünner gefertigt: Sie sind gerade einmal 135 Mikrometer dick - etwa so dick wie ein menschliches Haar. Ihr Wirkungsgrad liegt bei knapp 23 Prozent. Ein sehr dünner, fluorhaltiger Copolymer-Film schützt die Zellen vor ultravioletter Strahlung und Nässe. Die Zellen kommen aus den USA, der Schutzfilm wurde eigens in der Schweiz entwickelt.

Nur ein leichtes Flugzeug fliegt nachts

Sie hätten, erzählt Borschberg, beim Bau des Flugzeugs jede Komponente bis zu dem Punkt reduziert, an dem sie gebrochen sei und sie dann zur Flugreife weiterentwickelt. "Denn ein Flugzeug, das zu schwer ist, fliegt nicht. Und ein Flugzeug, das auch nur ein bisschen zu schwer ist, fliegt nicht mit Solarenergie durch die Nacht."

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Tragflächen und Rumpf sind in Leichtbauweise aus Verbundwerkstoffen gebaut. (Foto: Revillard/Solar Impulse)

Doch eine solche Gewichtsoptimierung hat ihren Preis: Die ganze Konstruktion ist filigran - weshalb auch beispielsweise der Neigungswinkel des Solarflugzeugs deutlich geringer sein darf als der eines herkömmlichen Flugzeugs. Scharfe Kurven lassen sich mit der Si2 nicht fliegen. Gewarnt wird bereits bei einer Schräglage von 5 Grad. Der Pilot wird von einem Vibrationsgerät alarmiert, das in den Ärmel seiner Fliegerkombi integriert ist.

Böen gefährden Si2

Da ist es auch verständlich, dass das Wetter eine wichtige Rolle in der Planung der Flüge spielt. So wurde das Datum gewählt, weil um diese Zeit auf der Flugroute kaum mit Stürmen zu rechnen ist. Schlechtes Wetter und starker Wind sind die Feinde des Solarflugzeugs: Schon eine Bö von 18 Kilometern pro Stunde - das ist Windstärke 3 - kann ihm zu schaffen machen.

Dabei muss der Pilot jeweils allein im Cockpit ausharren. Aus Gewichtsgründen hat das Cockpit nur einen Platz. Und der ist auch nicht besonders bequem. Das Cockpit ist etwa vier Kubikmeter groß - und unbeheizt. In 8.500 Metern Höhe wird es aber recht frisch: Bis auf minus 20 Grad können die Temperaturen fallen. Da ist auch der neue Isolierschaum überfordert. Die Piloten müssen sich deshalb in fünf Lagen Daunen einpacken.

Vieles von dem, was auf sie zukommt, haben die Piloten schon durchgespielt.