Solar Impulse: l’alba di un nuovo inizio?

Iniziata l’impresa del team ad «energia solare». Girare il mondo senza carburante: forse si può

«March 9^th, 2015, 3:00 am UTC. Takeoff». Una data, un orario, un verbo. A vederla così sembrerebbe una frase asettica, di quelle che si potrebbero distinguere a malapena nel vociare confuso di una giornata tipo in qualsiasi torre di controllo. Invece no, questa frase è magnificamente unica, perché non indica una data qualsiasi, un orario qualunque. È una di quelle date che molto probabilmente entreranno nella storia, segnando l’inizio dell’impresa che si pone come obiettivo quello di compiere il primo volo intorno alla terra ad energia solare. Quel «Takeoff» è una parolina quasi magica, tanto ordinaria quanto fondamentale, per l’eco forte che potrebbe seguirle nei prossimi anni, e perché si spera possa coincidere con il «Decollo» di un settore della ricerca in campo aeronautico ancora in larga parte inesplorato. 

Il progetto

L’obiettivo è assai poco modesto, ma le premesse sono incoraggianti, tanto che il progetto viene presentato con un modo di fare condito da una spavalderia che ben ricorda i frizzanti annunci pubblicitari anni ’20: “Solar Impulse è l’unico aeroplano ad autonomia infinita, capace di volare giorno e notte con energia solare, senza una goccia di carburante.”

Così il decollo da Abu Dhabi è solo una tappa alla fine di un percorso iniziato 12 anni fa, i cui primi frutti si videro alla fine del 2009, con il battesimo del volo di un primo prototipo monoposto, l’HB-SIA che riuscì a volare per «soli» 350 metri. Questo progetto nasce con aspirazioni diverse da quelle che avevano motivato la moderna esperienza NASA fatta con il velivolo a pilotaggio remoto Helios, precipitato nel 2003 nell’arcipelago delle Hawaii. L’obiettivo non è quello di progettare un oggetto che semplicemente riesca a volare grazie all’energia solare, ma molto più alto.

Innanzitutto, l’uomo sale su un velivolo alimentato da celle solari, ma ciò che forse è più importante è la philosophy che guida il team. Il Solar Impulse, figlio della creatività del visionario psichiatra elvetico Bernard Piccard, già promotore e capitano del primo volo intorno alla terra di un pallone aerostatico, nasce con l’intento di “dimostrare come lo spirito pionieristico, l’innovazione e le tecnologie pulite possono cambiare il mondo“. Con questo motivo trainante, e grazie al lavoro di oltre 90 persone, seguono altri tre voli, con i quali dapprima si raggiungono le due ore di autonomia, quindi le ventiquattro ore per finire con il primo volo internazionale dalla Svizzera al Belgio. Quello che potremo ammirare in questi giorni sarà il secondo modello, il Solar Impulse 2, ovvero SB-SIB, evoluzione del primo prototipo.

I piloti Bernard Piccard e Andrè Borschberg si alterneranno alla guida di questa macchina nei prossimi 5 mesi, passando per Oman, India, Myanmar, U.S.A. e quindi per il sud dell’Europa o per il Nord Africa, prima di finire l’avventura dove è cominciata, a Dubai. 

L’aereo

Nonostante il sistema di alimentazione del SB-SIB rappresenti l’aspetto più avanzato dal punto di vista tecnologico, stato dell’arte della propulsione aeronautica ad energia solare, ci sono due dati che fanno notizia e che giustamente vengono sottolineati dai costruttori: l’apertura alare di 72 m, maggiore di quella del gigante Boeing 747-8I e il peso record di circa 2.300 kg, prossimo a quello di un’autovettura.

Sebbene l’apertura alare possa sembrare eccessivamente grande, essa è giustificata dalla bassa potenza erogabile tramite pannelli solari. Da un punto di vista aerodinamico, una grande apertura si accompagna a valori elevati dell’efficienza aerodinamica, un parametro fondamentale per ridurre i consumi e quindi massimizzare l’autonomia del velivolo. D’altra parte, la grande superficie alare è anche necessaria ad ospitare le più di 17.000 celle solari, unica fonte di energia per i quattro motori elettrici da 17,5 cv, e dislocate appunto su circa 269 m², tra ali, parte superiore della fusoliera e piano di coda orizzontale.

Per quanto riguarda il peso, se si guarda ai 633 kg destinati alle batterie in litio, capaci di immagazzinare fino a 260 Wh/kg, ci si rende conto di quanto lavoro e quanta progettazione ci siano dietro ad una struttura comunque grande, ma sorprendentemente leggera. Per ottenere questo risultato, da una parte si è portata al limite la progettazione in ambito strutturale, dall’altra si è puntato molto sulla ricerca dei materiali affidandosi a quelli tanto cari all’industria aeronautica, incentivando anche l’innovazione nel campo della laminazione di fibre di carbonio, ottenendo fogli estremamente leggeri e sottili. Infine, se è vero che il peso è simile a quello di un’autovettura, dobbiamo dire lo stesso per la velocità di esercizio, che varia tra i 36 km/h e i 140 km/h.

Il lavoro che è stato fatto è sicuramente tanto, ma la strada da fare è ancora molto lunga… Manca un vero e proprio giro intorno alla Terra per capire se gli sforzi profusi dal team svizzero basteranno per non tradire le attese, anche se è certo che il significato di quest’impresa andrà ben oltre il risultato finale, sperando possa essere il primo, grande mattone per una nuova ed auspicabilmente non troppo lontana, era di voli ad impatto zero.

[ Fabrizio Corazzini ]

[ Scheda tecnica: SOLAR IMPULSE 2 ]

Equipaggio: 1

Lunghezza: 22,4 m (73.5 ft)

Apertura alare: 71,9 m (236 ft)

Altezza: 6,37 m (20,9 ft)

Superficie Alare: 17.248 celle fotovoltaiche (269,5 m²)

MTOW: 2.300 kg (5.100 lb)

Alimentazione: 4 × motori elettrici brushless & sensorless da 17 cv, 4 lithium-ion batteries (633 kg)

Diametro Elica: 4 m (13,1 ft)

Velocità al decollo: 35 km/h (22 mp/h)

Velocità max: 140 km/h (77 kts)

Velocità di crociera: 90 km/h (60 km/h di notte)

Tangenza: 8.500 m (27.900 ft)