В стратосферу на солнечных крыльях

Кабина аэроплана будет негерметичной, а значит, без надежного скафандра не обойтись. Фото со страницы SolarStratos в Facebook

Швейцарская компания SolarStratos задумала приблизиться к границе с космосом за счет возобновляемой энергии. Участники проекта верят в ее потенциал и хотят продемонстрировать всему миру новые возможности, которые открывает комбинирование традиционных технологий с экологически дружелюбными.

Цель SolarStratos – покорить высоту в 25 км к концу 2018 года на аэроплане, который будет лететь исключительно благодаря солнечной энергии. Аппарат успешно преодолел первые испытания на аэродроме города Пайерн 5 мая 2017 года, однако тестовый полет проходил лишь в 300 м над землей и длился 6 минут. Тем не менее он уже вошел в историю. Дело в том, что это первое коммерческое двухместное воздушное судно на солнечных батареях. А если эксперимент удастся, оно также станет первым аппаратом, что доставит человека в стратосферу при помощи энергии солнца.

Конструкцией аэроплана занималась немецкая фирма Elektra-Solar. Его длина 8,5 м, вес 450 кг, пропеллер с четырьмя лопастями превышает в диаметре 2 м, а размах крыльев почти 25 м. При этом верхняя часть крыльев почти полностью покрыта фотогальваническими элементами. Они занимают 22 кв. м поверхности, а их эффективность 22–24%. Поставила элементы калифорнийская SunPower. Соллнечные панели питают литий-ионную батарею на 20 кВт-ч, при этом электрический двигатель рассчитан на 32 кВт и 2200 об/мин и должен работать с эффективностью в 90%. Все это обеспечивает аэроплану автономность более чем на 24 часа.

Полет в стратосферу и обратно предстоит долгий – около 6 часов. Набирать высоту аэроплан будет по спирали где-то 3 часа, постепенно восполняя расходуемую энергию, проведет 15 минут на отметке в 25 км и приступит к спуску. При этом на снижение может уйти даже больше времени, чем на подъем. На обратном пути пилот постарается как следует зарядить батареи. На презентации в посольстве Швейцарии в Москве инициатор и пилот проекта Рафаэль Домжан подчеркнул: «Мы ставим перед собой задачу приземлиться с тем же количеством энергии в аккумуляторах, накопленной от солнечных панелей, с которым мы и поднимались».

У использования солнечной энергии в полете на большие высоты есть очевидный плюс – чем выше поднимаетесь, тем больше энергии получаете. Но приходится сталкиваться и с трудностями. Самолет должен быть достаточно легким, но при этом выдерживать низкие температуры, а именно –60...–70 градусов по Цельсию. В целях снижения веса у пилота даже не будет парашюта, а кабина сделана неотапливаемой и негерметичной. Полет будет проходить в условиях острой нехватки кислорода, низких температур и давления, а значит, без особого скафандра не обойтись.

Ультралегкий скафандр для проекта готовит российское научно-производственное предприятие «Звезда» им. Г.И. Северина. Именно там в свое время создали скафандры для Гагарина и Леонова.

Генеральный директор «Звезды» Сергей Поздняков подчеркнул, что для его предприятия этот проект совершенно некоммерческий, но вызывает огромный интерес, так как это будет первый полет на такие высоты пилотируемого самолета на солнечных батареях. На презентации Поздняков рассказал о вызовах, которые стоят перед пилотом и учеными, а также о конструкции скафандра: «Этот самолет не может быстро подниматься на высоту и, к сожалению, не может быстро спуститься в случае каких-то неблагоприятных ситуаций. Поэтому фактически на высотах более 5–6 км, когда уже опасно для человека, это примерно 5 часов, летчик будет пребывать в совершенно неприспособленных для жизни условиях. Очень длительное время надо находиться в негерметичной кабине. Необходим запас кислорода, основной, резервный теплообменник, но мы обойдемся, надеюсь, без теплообменника, потому что считаем, что окружающий минус он и так как теплообменник будет работать, нужна система вентиляции и многое другое, и, конечно, датчики, которые будут давать информацию о работе всех систем скафандра».

Система жизнеобеспечения должна быть похожа на те, что используются в скафандрах для выхода в открытый космос. По мере подъема на высоту она будет создавать необходимое абсолютное давление и подавать кислород. Задача непростая, но скафандр для пилота уже готов, его осталось лишь доработать с учетом лимита по весу и элементов управления аэропланом. Домжан даже выразил готовность похудеть на 5–6 кг, чтобы самолет поднялся, если будет небольшое превышение по весу.

SolarStratos по праву можно назвать международным проектом. К его реализации швейцарцы привлекли партнеров из Германии, США и России. В нем участвуют не только крупные компании. Малый, средний бизнес и даже стартапы тоже внесли свою лепту.

Создатели проекта надеются, что он поможет уйти от стереотипного мышления и докажет, что зеленые технологии не предмет отдаленного будущего. Уже сегодня они могут повысить качество жизни человека. В случае успешных испытаний и доработки аэроплана SolarStratos будет использоваться для коммерческих полетов в стратосферу. Но и это не предел, в перспективе опыт проекта, по словам Рафаэля Домжана, может пригодиться для запуска дронов на солнечных батареях, которые будут обеспечивать обмен телекоммуникационными сигналами вместо спутников.