Risultato ottenuto, ci è riuscito ed è un’impresa. Solar Impulse 2 ha completato il giro del mondo. L’aereo sperimentale, che vola sia di notte che di giorno solo grazie all’energia solare, è atterrato ad Abu Dhabi, da dove era partito il 9 marzo del 2015 per un viaggio di oltre 42mila chilometri con tappe nei quattro continenti. Il suo pilota, lo svizzero Bertrand Piccard, ha detto: “Il futuro è pulito, andiamo avanti”.

Il Solar Impulse 2 ha scritto un capitolo importantissimo dell’aviazione. Anche perché Piccard è il primo pilota che abbia mai fatto la trasversata dell’Atlantico con un velivolo a energia solare e Borshberg è diventato il primatista del volo in solitaria con la tappa sul Pacifico di 8.924 chilometri in poco meno di cinque giorni e cinque notti.

Solar Impulse è il progetto di un velivolo quadrimotore ad ala alta, giunto alla seconda fase di realizzazione in Svizzera, presso il Politecnico Federale di Losanna.

Il velivolo Solar Impulse è caratterizzato dalla possibilità di librarsi senza combustibile in quanto alimentato ad energia solare. Lo scopo finale del progetto è quello di dimostrare la possibilità di circumnavigare il globo terracqueo in 20-25 giorni.

Bertrand Piccard diede il via al progetto Solar Impulse nel 2003, ma da allora il team è cresciuto fino a divenire un gruppo di lavoro multi-disciplinare di una cinquantina di specialisti provenienti da sei nazioni, assistiti da circa 100 consulenti esterni.

Lo scopo del progetto Solar Impulse è quello di ripetere l’impresa con un velivolo a energia solare.

Il primo velivolo, denominato ufficialmente HB-SIA, è un monoposto capace di decollare con i propri mezzi e progettato per sostenersi in volo con i propri mezzi per una durata pressochè infinita. A seguire è stato realizzato HB-SIB, noto come Solar Impulse 2, un po’ più grande del primo. Sulla base dell’esperienza fatta con il suo predecessore, HB-SIB dovrebbe essere in grado di circumnavigare il globo in 20–25 giorni

Tra il 7 e l’8 luglio 2010, il velivolo si è mostrato in grado di volare per 24 ore, mantenendosi in volo durante la notte grazie alla carica accumulata durante il giorno. Il 13 maggio 2011 è stato protagonista di un viaggio durato 13 ore da Payerne a Bruxelles.

Infatti dopo essere stato sottoposto a prove in manovre di rullaggio, il primo vero test è stato il 3 dicembre 2009, con un breve volo di 350 m di lunghezza, ai comandi del pilota Markus Scherdel.André Borschberg, co-leader del team di progetto, ha dichiarato al New Scientist:”È stato un momento indimenticabile. Il velivolo si è sollevato a circa un metro da terra, compiendo un volo di circa 350 metri – lo scopo non era di salire in quota ma di atterrare sulla stessa pista a una certa velocità, in modo da metterne alla prova la controllabilità e avere una prima sensazione delle sue caratteristiche di volo.” Ha aggiunto poi che l’aereo si è comportato proprio come gli ingegneri avevano sperato. “È la fine della fase ingegneristica e l’inizio della fase delle prove di volo.”

Il 7 aprile 2010, l’HB-SIA ha sostenuto un nuovo e più intenso test, effettuando un volo di due ore, condotto dal pilota collaudatore Markus Scherdel. Il volo, con base all’aeroporto militare di Payerne, in Svizzera, ha avuto lo scopo di mettere alla prova l’attitudine del velivolo ultraleggero a mantenere una traiettoria di volo rettilinea.

Il 7 luglio 2010, il prototipo HB-SIA è partito per un tentativo di volo di 24 ore. L’aeroplano, pilotato da André Borschberg, è decollato alle 6:51 a.m. Central European Summer Time (UTC+2) da un campo di aviazione di Payerne, in Svizzera. Ha fatto ritorno per l’atterraggio il mattino seguente alle ore 9:00 a.m., ora locale.

Il velivolo ha raggiunto una quota massima di 8 700 m, la più alta mai registrata da un aeroplano alimentato a energia solare. Il suo volo è stato anche il primo della durata di 24 ore per un velivolo solare. Secondo quanto riferito dal team del Solar Impulse, poiché le 12 000 celle solari sono in grado di ricaricare le batterie scariche durante il volo diurno, il velivolo monoposto, almeno in linea teorica, è in grado di sostenersi in volo indefinitamente, senza necessità di atterraggi per rifornimenti di energia.

Il 13 maggio 2011 l’aereo ha scavalcato il confine nazionale svizzero, arrivando in Belgio, compiendo così il primo volo internazionale dell’ HB-SIA. L’aereo è partito alle 8:40 da Payerne, dopo vari controlli tecnici necessari per il velivolo, data la mancata pressurizzazione e le molte ore di volo per il pilota. Le misure di sicurezza per gli altri velivoli sono state restrittive: 900 metri di distanza verticale e 8 km se sono sullo stesso livello del Solar Impulse. Il velivolo seguirà la rotta di volo che lo porterà a sorvolare Francia e Lussemburgo per arrivare infine a Bruxelles.

Senza intoppi, l’aereo arriva a destinazione 12 ore e 59 minuti dopo, alle 21:39.

L’aeroplano ha un’apertura alare pari a quella di un Airbus A340. Sotto l’ala vi sono quattro navicelle, ciascuna delle quali contiene un insieme di accumulatori litio-polimero, un motore da 10 hp e un’elica a due pale. Per mantenere la sua caratteristica ultraleggera, si è utilizzata una struttura personalizzata a nido d’ape, realizzata con un sandwich di fibra di carbonio.

La generazione dell’energia occorrente al volo è affidata, durante il giorno, alle celle fotovoltaiche poste sulla superficie superiore dell’ala e sulla coda. L’energia così generata viene spesa in parte per far volare l’aereo e in parte per ricaricare le batterie in modo da permettere il volo anche di notte. Il vincolo di progetto più stringente del progetto è dato proprio dalla capacità degli accumulatori al litio polimero. In un arco di 24 ore, in condizioni ideali, il suo apparato propulsore erogherà una potenza media di 8 HP (6 kW), all’incirca la stessa usata dal Flyer dei fratelli Wright nel 1903.

La costruzione del secondo velivolo, noto come Solar Impulse 2 è iniziata nel 2011. Il completamento era inizialmente previsto per il 2013, con una circumnavigazione del globo di 25 giorni prevista per il 2014. Tuttavia, un cedimento strutturale del longherone principale del velivolo, verificatosi durante la prove statiche nel luglio 2012, ha provocato ritardi nel programma dei test di volo. Il primo volo del Solar Impulse 2 è stato effettuato alla base aerea di Payerne il 2 giugno 2014 con ai comandi ancora il pilota collaudatore Markus Scherdel.

L’apertura alare di HB-SIB è di 72 m, superiore a quella di un Jumbo Jet 747 e di poco inferiore a quella di un Airbus A380, il più grande aereo passeggeri di linea nel mondo.

Il velivolo è dotato di cabina non pressurizzata ma di ossigeno supplementare e vari supporti ambientali per permettere al pilota una quota di volo di 3 600 m (12 000 ft).

E siamo alla fase odierna: infatti il veivolo è decollato da Abu Dhabi il 9 marzo 2015, il team prevedeva di completare il giro intorno al mondo facendo ritorno alla città araba con un’ultima tappa dall’Europa (o dal nord Africa), provenendo da New York. La traiettoria di volo quella prossima all’equatore, ma essenzialmente nell’emisfero nord. Inizialmente previsti cinque scali per permettere l’avvicendamento dei piloti, ognuno dei quali doveva essere impiegato in volo dai tre ai quattro giorni, un limite imposto dalla fisiologia umana, si è poi arrivati a tredici tappe delle quali la più lunga, da Nagoya alle Hawaii di 7212 km, ha comportato un volo, condotto da Borschberg, della durata di 4 giorni, 21 ore e 52 minuti, dal 28 giugno al 3 luglio 2015, fino a giungere al successo di queste ore ed alla conclusione vittoriosa dell’impresa.

André Borschberg interpellato sulla missione e sui punti di forza del veivolo ha detto: “Immaginate di trovarvi in mezzo all’oceano, con un aereo che sfrutta il semplice fatto di essere esposto al sole. Riceve abbastanza energia, può conservarla e stoccarla, può volare giorno e notte senza interruzioni anche per un mese, o in eterno, basta che ci sia il sole. A qualcuno sembrerà normale ma se le persone avessero la possibilità di guidare questo tipo di mezzo, proverebbero una sensazione straordinaria. Ci siamo riusciti grazie alla straordinaria efficienza energetica: consuma pochissimo e tutto il suo segreto sta in questa capacità. Abbiamo realizzato quello che fino a pochi anni fa l’industria aeronautica considerava impossibile, ovvero rendere questo aereo leggero, molto efficiente, con motori elettrici con una resa del 97%. La vostra automobile ha un rendimento del 30%, quindi il 70% della benzina libera calore e non fa muovere l’auto. Questo 97% è veramente un grande successo. Questo aereo per noi è la dimostrazione di cosa si possa fare sulla terra se utilizzassimo le tecnologie in modo corretto col fine di rendere tutti i nostri apparecchi più efficienti nel loro consumo”.

“È così appassionante” volare su un aereo che “non fa rumore e non inquina”, ha commentato all’arrivo Piccard, che non mostrava alcun segno di fatica. “Si pensa che sia fantascienza e invece è realtà. L’avvenire è pulito”, ha aggiunto. Da parte sua Borschberg ha sottolineato che si è trattato di “una sfida più umana che tecnica”, ricordando le condizioni difficili in cui i piloti si sono venuti a trovare.

Esiste però qualche interrogativo.

Ci sono circa centomila voli commerciali al giorno, e il settore aeronautico brucia ogni anno poco meno di 300 miliardi di litri di carburante. I velivoli commerciali sono responsabili del 2 per cento circa dell’anidride carbonica prodotta dagli uomini.

Perciò i velivoli elettrici che non bruciano combustibili fossili potrebbero tornare molto utili, e Bertrand Piccard è davvero convinto che questo sia il futuro. “Scommetto che nel giro di dieci anni vedremo aeroplani elettrici volare con cinquanta passeggeri a bordo su brevi o medie tratte”, ha dichiarato. “Si può volare senza inquinare, e atterrare in aeroporti urbani senza disturbare i vicini con il rumore… E forse un giorno la gente dirà che tutto questo è partito dall’idea folle di fare il giro del mondo con un aeroplano a energia solare, e che gli effetti di quell’idea sono stati utili a tutti”.

Tuttavia il Solar Impulse, con l’apertura alare di un Boeing 747, può trasportare soltanto una persona. Le cellule fotoelettriche sulle ali lo alimentano durante il giorno e ricaricano le batterie di notte (più o meno), ma la velocità media è di soli 75 chilometri orari e ci sono voluti 17 voli, cioè quindici mesi, per fare il giro del mondo. Siamo dunque lontani dalla terra promessa.

Non si può semplicemente ingrandire il Solar Impulse e ottenere così un aereo commerciale a energia solare in grado di trasportare cinquanta persone, figuriamoci i cinquecento passeggeri che si possono ammassare in un 747 o in un A380 a lunga percorrenza. Il problema principale è ottenere delle batterie per trazione leggere e dalla capacità elevata, in grado di essere la principale fonte di energia per veicoli di grandi dimensioni per qualche ora. Su questo fronte, i progressi sono stati molto lenti.

Le batterie per trazione oggi sono lontanissime dal rapporto peso/potenza che servirebbe per alimentare un aereo di linea e non ci sono segnali di svolte imminenti. Il Solar Impulse potrà anche avere le stesse dimensioni di un Boeing 747, ma pesa solo due tonnellate (un 747 vuoto pesa 129 tonnellate). Perciò non vedremo presto aerei di linea elettrici, e la gente di sicuro non smetterà volontariamente di spostarsi in aereo.

I motori inoltre hanno bisogno solo di un combustibile ad alto numero di ottani, non importa da quale fonte provenga.

Il combustibile potrebbe essere ricavato in altri due modi. Si possono coltivare alghe ad alto contenuto oleoso in tini giganteschi (riempiti con acqua salata o acqua di scarico) e schiacciarle per separare l’olio, che poi verrà raffinato per estrarne il combustibile. La Exxon Mobil e la la Synthetic Genomics dal 2009 hanno speso 100 milioni di dollari su questo progetto, ma hanno ancora molto lavoro da fare per creare le alghe a crescita rapida e ad alto contenuto oleoso che renderebbero quest’alternativa sostenibile dal punto di vista commerciale.

In alternativa, si può prendere l’anidride carbonica direttamente dall’atmosfera e usare un catalizzatore per combinarla con l’idrogeno e ottenere il carburante. Diverse squadre stanno lavorando a prototipi per estrarre anidride carbonica dall’aria a un costo energetico modesto. L’idrogeno può essere ottenuto semplicemente rompendo le molecole d’acqua.

In entrambi i casi bruciare il carburante produrrà anidride carbonica, ma si tratta dell’anidride carbonica presa in precedenza dall’atmosfera per combinarla con l’idrogeno o per alimentare le alghe, perciò il processo nel suo complesso sarebbe a impatto zero. Questo processo non richiederebbe la sostituzione o la modifica dell’intera flotta di 25mila velivoli commerciali, quindi è di sicuro più promettente nel breve e nel medio periodo.

C’è un altro possibile problema ambientale legato ai velivoli che bruciano carburante, ossia le scie di condensazione che spesso si lasciano dietro. Le scie di condensazione sono formate da vapore acqueo proveniente dai gas di scarico dei motori degli aerei, che si raffredda quando la temperatura è bassa e c’è molta umidità, di solito nella parte più alta della troposfera. Possono durare a lungo e allargarsi fino a trasformarsi in cirri che coprono ampie porzioni di cielo.

Queste nuvole fanno passare la maggior parte della luce solare, ma di notte riflettono il calore sulla superficie. Non è ancora chiaro quale sia l’impatto delle scie di condensazione sul riscaldamento globale, ma potrebbe essere pari a quello dell’anidride carbonica prodotta dai carburanti per gli aerei. Un velivolo convenzionale può evitare di produrre scie di condensazione solo volando a bassa quota, e questo significa consumare più carburante e andare incontro a maggiori turbolenze. I velivoli elettrici, invece, non lasciano scie di condensazione a nessuna altitudine.

Ma concludiamo con le parole soddisfatte ed ottimistiche degli automobilisti: “È così appassionante” volare su un aereo che “non fa rumore e non inquina”, ha commentato all’arrivo Piccard, che non mostrava alcun segno di fatica. “Si pensa che sia fantascienza e invece è realtà. L’avvenire è pulito”, ha aggiunto. Da parte sua Borschberg ha sottolineato che si è trattato di “una sfida più umana che tecnica”, ricordando le condizioni difficili in cui i piloti si sono venuti a trovare.