Das Kommunikationssystem für Solar Impulse kommt von Swisscom
Ein Sommertag über dem Pazifik. Ein Flugzeug steht am blauen Himmel, wie in einer Flaute gefangen, bewegt es sich kaum merklich vorwärts. An Bord nur ein Mann, der Pilot. Unter ihm Wasser, soweit er blicken kann. Nichts, kein Land, kein Schiff bietet den Augen Halt. Gerötet vor Erschöpfung spähen sie durch die dunkle Pilotenbrille auf die Instrumente. 60 Stunden sind seit dem Start bereits vergangen, 37 seit dem letzten Funkkontakt. Stunden ohne Schlaf, ohne die Möglichkeit, den Sitz in der Kanzel zu verlassen, aufzustehen, die Glieder zu strecken. Und die Sonne brennt unerbittlich auf die Haube des Cockpits. Schweisstropfen bilden sich auf der Stirn des Solofliegers. «Wie lange noch bis zur Küste?», fragt er sich. Vor ihm türmen sich Wolken auf. Bei Einbruch der Nacht wird ihn das Gewitter erreicht haben, dann werden Winde gefährlich an den Flügeln der riesigen Maschine zerren. Welcher Kurs führt sicher um den Sturm herum? Der Pilot ist bei der Entscheidung auf sich allein gestellt.
12'000 Meter, minus 40 Grad
So isoliert würden sich Bertrand Piccard und André Borschberg fühlen, würden sie 2013 die Weltumrundung mit der Solar Impulse ohne ein leistungsfähiges Kommunikationssystem in Angriff nehmen. Natürlich gibt es inzwischen technische Lösungen, die eine konstante Satellitenverbindung aufrecht erhalten, so dass man jederzeit Wetterdaten empfangen, mit der Flugkontrolle Kontakt aufnehmen oder technische Informationen senden kann. Doch was für düsengetriebene Maschinen technische Routine ist, wird beim experimentellen Solarflugzeug zur Herausforderung. Keine Heizung schützt die Bordtechnik auf bis zu 12000 Metern Flughöhe vor Temperaturen von -40 Grad, keine Kabine gleicht den um gut zwei Drittel gesunkenen Luftdruck aus, keine Lager absorbieren Vibrationen. «Bildschirme könnten einfrieren», beschreibt Roger Jegerlehner von Swisscom Innovations die Folgen der extremen Umweltbedingungen, «Lufteinschlüsse könnten expandieren und Chips zerstören und konventionelle Festplatten könnten durch einen Crash der beweglichen Teile ausser Gefecht gesetzt werden.»
Was es gibt, ist viel zu schwer
Vor allem aber sind sämtliche auf dem Markt erhältlichen Lösungen zur Satellitenkommunikation, bestehend aus Antenne, Verstärker und Modem, viel zu schwer für den Leichtflieger, der nicht mehr als ein Auto wiegt. Der Strom, den die Solarzellen liefern, ist knapp, deshalb ist das gesamte Flugzeug einem rigorosen Zwang zu Energieeffizienz und Gewichtsreduktion unterworfen. «Inklusive Interface im Cockpit, über das der Pilot seine Daten abrufen oder Verbindungen aufbauen kann, soll das ganze System nicht mehr als fünf Kilo wiegen», erklärt Roger. «Verfügbare Produkte liegen jedoch bei rund 12 Kilo.»
Also machte sich der Projektleiter gemeinsam mit den Systemarchitekten Manuel Haag und Gian Rossetti, Satellitenspezialistin und Pilotin Regula Gönner, Softwarefachmann Cedric Reginster, Hardwarespezialist Thomas Seiler sowie Enrico Blondel, Leiter der Testumgebung und «Master der Klimakammer», Anfang des Jahres daran, eine neue Kommunikationslösung für Solar Impulse zu entwickeln. Der Auftrag: Der Bau eines massgeschneiderten Kommunikationssystems mit dem Sprechverbindungen aufgebaut, Wetterkarten abgerufen, Messwerte übermittelt sowie Videobilder übertragen können. Jederzeit und überall.
Tüftlerstube im Turm
Wer das Team im fünften Stock des INO-Towers in Ostermundigen besucht, findet die Tüftler inmitten eines kreativen Chaos. Laptops, Kabel, Satellitenempfänger, ausgeschlachtete Touchscreens ? ein wildes elektronisches Durcheinander füllt den grössten Teil des Tisches im Sitzungszimmer, das kurzerhand zum «Denklabor» umfunktioniert wurde. «Wir haben alle möglichen und unmöglichen Lösungen angedacht, gebaut, in die Klimakammer gesteckt und wieder verworfen», erzählt Regula Gönner. Beim Interface für den Piloten habe man eine ganze Palette von Varianten in Betracht gezogen, von Altbewährtem bis zum neuesten Schrei: Notebook, Fax, Mobiltelefon, iPod, Tablet-PC, LED-Bildschirm oder Mini-Monitor am Helm des Piloten. Und für die Übertragung sei von Funk über GSM-Lösungen bis zu Satelliten-Verbindungen mit verschiedensten Anbietern alles evaluiert worden. Das Rennen gemacht hat schliesslich eine verschlankte Inmarsat-Kommunikationseinheit, kombiniert mit einem Display aus deutscher Produktion. «Wir bauen die Geräte nun in ein Fahrzeug ein, mit dem wir unsere Telko-Lösung in Bewegung testen, aber auch der Presse und der Öffentlichkeit vorführen können», sagt Roger. Premiere werde das «Concept Car» anlässlich des ersten Tag-und-Nacht-Flugs von Solar Impulse Ende Juni in Payerne feiern.
In die Luft gehen wird die Swisscom-Lösung schliesslich im kommenden Jahr, an Bord des zweiten, definitiven Flugzeugs von Solar Impulse. Dann können André Borschberg und Bertrand Piccard auch zu Langstreckenflügen fern der Basis in Payerne starten ohne zu riskieren, den Kontakt zum Kontrollraum zu verlieren.
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