In den frühen Morgenstunden des 26. Juli 2016 landete Solar Impulse 2 in Abu Dhabi. Nach 14 Monaten und 550 Stunden in der Luft hatte das Flugzeug das geschafft, was viele für unmöglich hielten: 40.000 Kilometer um die Welt - über vier Kontinente, zwei Ozeane und drei Meere - ohne einen Tropfen flüssigen Treibstoffs. Die vibrierenden Sonnenstrahlen versorgten das Handwerk mit der einzigen Kraft.
Jetzt befasst sich eine neue NOVA-Dokumentation, The Impossible Flight, die heute Abend auf PBS ausgestrahlt wird, sowohl mit den Herausforderungen als auch mit den Erfolgen dieser erschütternden Reise um die Welt. Sie gibt dem Publikum einen Vorgeschmack auf die Leidenschaft, die das Solar Impulse-Team antrieb, und auf ihren Höhenflug optimismus über die energiezukunft.
Solar Impulse ist die Idee von Bertrand Piccard, einem Psychiater und Entdecker, der die Idee nach seiner ununterbrochenen Weltumrundung im Heißluftballon von 1999 hatte. Während dieses Vorhabens beobachtete er, wie sein Treibstoffstand Tag für Tag sank, und machte sich Sorgen, ob er genug davon hätte. Deshalb fragte er sich, ob es einen besseren Weg gab. Schließlich fand er es heraus: den Treibstoff verlieren.
Piccard wandte sich an potenzielle Partner in der Luftfahrtindustrie, stieß jedoch auf Widerstand. "Alle sagten, es sei unmöglich", sagt er. "[Sie] sagten, ich hätte nur geträumt." Um genügend Sonnenkollektoren für den Antrieb seiner Propeller zu haben, müsste das Flugzeug massiv und gleichzeitig extrem leicht sein.
Piccard wandte sich daher an die Eidgenössische Technische Hochschule, wo er sich mit André Borschberg, einem Ingenieur und Unternehmer, der eine Ausbildung zum Piloten bei der Schweizer Luftwaffe absolvierte, verband. Borschberg beriet das Institut (das er als "MIT der Schweiz" bezeichnet) und war von Piccards Idee fasziniert. Das Paar kündigte das Projekt offiziell im Jahr 2003 an.
"Wenn Sie offiziell ankündigen", sagt Borschberg, "gibt es danach keinen Weg zurück. Und das haben wir die nächsten 13 Jahre getan." Das Duo wandte sich an Investoren, Ingenieure, Industriepartner und mehr, um das Flugzeug zu entwickeln. Jedes Bauteil wurde getestet und optimiert, bis hin zum Klebstoff, der die Carbonfaserstruktur bindet.
Das Ergebnis all dieser Arbeiten, Solar Impulse 2, ist mit Sicherheit eine technische Meisterleistung. Das Flugzeug hat eine Flügelspannweite, die größer ist als die einer B-747, wiegt aber nur rund 5.000 Pfund, was mit einem durchschnittlichen Familienauto vergleichbar ist. Atemberaubende 17.248 Photovoltaik-Solarzellen - jede ungefähr so dick wie ein menschliches Haar - bedecken die zarten Flügel und den Rumpf. Diese Zellen sonnen sich im Sonnenlicht und laden die vier Lithiumbatterien des Flugzeugs auf, um die Propeller in den dunklen Nachtstunden in Schwung zu halten.
Solar Impulse schwebt über der Golden Gate Bridge in Kalifornien. (Solar Impulse) 
Solar Impulse fliegt über die ägyptischen Pyramiden. Das Flugzeug landete in Kairo, bevor es zur letzten Etappe der Reise aufbrach. (Jean Revillard) 
Solar Impulse landet in New York City. (Solar Impulse) 
Während des zweiten Testfluges des Flugzeugs schwebt der Sonnenimpuls über dem Wasser. (Jean Revillard) 
Andre Borschberg und Bertrand Piccard, Mitbegründer von Solar Impulse, tauschten die 17 Etappen der Reise aus. (Jean Revillard) 
Solar Impulse wurde für Reparaturen in Hawaii geerdet, nachdem sich die Batterien während des fünftägigen Fluges über den Pazifik überhitzt hatten. (Jean Revillard) Piccard und Borschberg tauschten das Flugzeug für die 17 Etappen des Unternehmens aus. Jeder schlief nur in kurzen Abständen, um den Anforderungen des Flugzeugs gerecht zu werden. Seine Flügel konnten nicht mehr als fünf Grad kippen, da sich das Fahrzeug sonst aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Größe außer Kontrolle geraten könnte. Diese luftige Konstruktion bedeutete auch, dass selbst ein kleiner Fleck von schlechtem Wetter oder Wind das Flugzeug leicht vom Kurs ablenken würde.
Als dokumentarische Details wurde das Wetter zum größten Gegner des Teams. Da sich das Flugzeug auf einem gewundenen Weg bewegt, der tagsüber fast 30000 Meter über dem Meeresspiegel liegt, nachts jedoch langsam auf 60000 Meter abfällt, um Energie zu sparen, muss das Team Wind, Luftfeuchtigkeit und Temperatur in mehreren Höhenlagen vorhersagen. Und das wirbelnde Wettersystem entwickelt sich ständig weiter und verändert sich. Die Wetterbedingungen verzögerten ihren Abflug aus China und zwangen das Team später, die anfängliche Pazifiküberquerung abzubrechen und in Japan zu landen. Aber dann begann das schlechtere Wetter über dem Pazifik zu wühlen, was zu zwei abgesagten Abflügen führte.
Die Spannungen nahmen zu, als der Zeitplan immer weiter zurückgedrängt wurde - aber die Besatzung war sich auch der Konsequenzen bewusst, die sich aus dem Durchstoßen von Wetter- oder technischen Schwierigkeiten ergeben. "Wenn es einen Fehler gibt, ist eine Person drin", sagt einer der Teammitglieder in der Dokumentation.
Obwohl es auf dem Weg viele Unebenheiten gab, halfen ihnen die starken Überzeugungen des Solar Impulse-Teams, diese Herausforderungen zu meistern. "Ich habe nie den Glauben an das verloren, was wir getan haben", sagt Borschberg. "Irgendetwas hat mir immer gesagt, dass es irgendwo eine Lösung gibt. Es hat mehr Zeit gekostet, es hat definitiv mehr Mühe gekostet ... aber letztendlich finden wir immer einen Weg."
Aber ein Flugzeug kann nicht allein aufgrund von Überzeugungen fliegen. Kreativität und Denken außerhalb der Luftfahrtindustrie waren laut Piccard ebenfalls entscheidend für ihren Erfolg. Viele Luftfahrtexperten schienen in ihrem Denken eingeschränkt zu sein, blind gegenüber früheren Erfahrungen mit dem Bau einer Flugmaschine. Stattdessen wandte sich das Duo an Werften, Chemieunternehmen und andere, um nach möglichen Materialien und Lösungen für ihre Flugzeuge zu suchen. Die ultradünne Kohlefaser, aus der die Karosserie des Flugzeugs besteht, wurde beispielsweise von derselben Firma hergestellt, die Rümpfe für die eleganten Segelboote herstellte, die für das europäische Alinghi-Team beim America's Cup eingesetzt wurden.
"Wir konnten keine neuen Solarzellen, neuen Batterien, neuen Motoren entwickeln", sagt Borschberg und merkt an, dass es einfach keine Zeit gab, jede Technologie, die sie verwendeten, zu überdenken. Stattdessen hätten sie die neuesten Lösungen bereits gefunden und für den Flug verwendet, sagt er.
"Ich denke sicherlich, dass es eine ziemlich beeindruckende technische Leistung ist", sagte Craig Steeves, stellvertretender Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrt der Universität Toronto, Christina Nunez von National Geographic nach Abschluss der Reise von Solar Impulse. "Sie sind auf einem Weg, den die Luft- und Raumfahrtindustrie gehen möchte, ziemlich weit voraus."
Piccard und Borschberg sind jedoch der Ansicht, dass solarbetriebene Optionen nicht in naher Zukunft kommerziellen Fluggesellschaften zur Verfügung stehen werden. Solar Impulse 2 - und sein Vorgänger Solar Impulse 1 - konnten nur eine Person (den Piloten) in seinem nicht beheizten und drucklosen Cockpit in Kühlschrankgröße halten. Sein einziger Sitz dient gleichzeitig als Toilette. Das Flugzeug ist mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 30 Meilen pro Stunde überraschend langsam, um maximale Energieeinsparungen zu erzielen.
"Es war nie ein Selbstzweck", sagt Piccard über das Flugzeug. "Solar Impulse war der symbolische Weg, um zu demonstrieren, dass Sie diese Technologie für große Abenteuer nutzen können, die jeder für unmöglich hielt." Mit anderen Worten, das Ziel des Fluges bestand nicht notwendigerweise darin, das Feld der Luftfahrt zu erweitern, sondern die Vorstellungskraft zu steigern.
Indem das Solar Impulse-Team an diese Grenzen stieß, leistete es einen wichtigen Beitrag zur Luftfahrt. Viele Luftfahrtunternehmen, darunter AirBus, Boeing und Siemens, haben kürzlich Entwicklungsprojekte für Elektro- oder Hybridsysteme angekündigt, um die Emissionen zukünftiger Flüge zu reduzieren. Während einige dieser Bemühungen begannen, bevor Solar Impulse in den Himmel stieg, lenkte die Reise die Aufmerksamkeit und Inspiration auf das aufkeimende Feld. "Es war sehr lustig zu sehen, dass die Ingenieure in der Branche lachten, als ich das Projekt initiierte", sagt Piccard. "Aber jetzt arbeiten die gleichen Ingenieure an Programmen für Elektroflugzeuge."
Während Solarenergie für diese Unternehmungen unpraktisch bleibt, könnten die Batterien vor dem Abflug über das Stromnetz geladen werden, erklärt Piccard. Laut Peter Wilson, Professor für Elektronik und Systemtechnik an der University of Bath, müssen diese Technologien wahrscheinlich noch jahrzehntelang getestet und weiterentwickelt werden, um einen kommerziellen Maßstab zu erreichen. Eine der Haupteinschränkungen dieser Flüge ist die Lagerung von Batterien, schrieb er 2015 für The Conversation .
Einige der größten Auswirkungen von Solar Impulse sind möglicherweise tatsächlich am Boden zu beobachten. Piccard und Borschberg zufolge hat der Flug in vielen Branchen disziplinübergreifende Fortschritte erzielt. Das Materialentwicklungsunternehmen Covestro, ein Partner von Solar Impulse, passt die extrem leichte Hochleistungs-Cockpit-Isolierung für effizientere Kühlschränke an. Laut Piccard plant ein Start-up-Unternehmen in Indien, die hocheffizienten Triebwerke des Flugzeugs auch in Deckenventilatoren einzusetzen, die 75 Prozent weniger Strom verbrauchen.
Aber jetzt, da es gesagt und getan ist, ist Piccard bereit für seine nächsten Schritte. "Jetzt müssen wir natürlich weitermachen", sagt er. "Erfolg ist nicht da, um im Sessel zu sitzen und es zu genießen. Erfolg ist da, um den nächsten Schritt zu machen."
Im November 2017 haben Piccard und seine Crew die World Alliance for Efficient Solutions ins Leben gerufen. Sie sollen Investoren und Regierungen mit 1.000 innovativen Lösungen zusammenbringen, die rentabel und umweltfreundlich sind.
"Sehr oft schaffen es der Umweltschutz einerseits und die Industrie andererseits nicht, eine gemeinsame Sprache zu finden", sagt Piccard. Er hofft, dass das 1.000-Lösungen-Projekt die Plattform für diese Gespräche bietet.
Und obwohl diese Phase weniger dramatisch ist, hofft Piccard, dass der Dokumentarfilm dazu beitragen wird, die Schönheit und das Drama von Solar Impulse in den Herzen der Zuschauer zu festigen und sie zu inspirieren, ihre Gedanken offen zu halten, während die Technologie voranschreitet.
Der Optimismus der beiden Piloten in Bezug auf die Energiezukunft ist zweifellos ansteckend und ihre Leidenschaft für Solar Impulse ist spürbar. Als Borschberg das Gespräch beendet, schildert er seine Erfahrung über den Wolken. "Es ist absolut schön, dort oben zu sein, es ist ein Geschenk", sagt er. "Sie schauen auf die Flügel, Sie schauen auf die Sonne über Ihnen und Sie beginnen zu verstehen, dass nur die Sonnenstrahlen, die auf die Flügel fallen, ausreichen, um Sie zu machen." fliegen."
"Es ist wirklich beeindruckend", fügt er hinzu. "Es gibt Ihnen Vertrauen in diese Art von Technologie."
Die zweistündige Premiere von The Impossible Flight wird am 31. Januar 2018 um 21.00 Uhr MEZ auf PBS ausgestrahlt.
