Крылья Пикара - Журнал "Компьютерра"

На 32-й Международной выставке изобретений, новых технологий и изделий, открывшейся в Женеве в первых числах апреля, был представлен амбициозный проект Solar Impulse. Цель его - создать самолет, питающийся только от энергии Солнца, и облететь на нем земной шар без посадки.

Впервые объявленная в ноябре прошлого года, эта инициатива знаменитого искателя приключений Бертрана Пикара (Bertrand Piccard) обрела мощную технологическую поддержку в лице Европейского космического агентства (European Space Agency, ESA). Бертран Пикар наиболее известен как глава команды воздухоплавателей, впервые в истории сумевшей без посадки облететь Землю на воздушном шаре в 1999 году. Задуманный же ныне самолет на солнечной энергии будет иметь размах крыльев 70 метров (больше, чем у авиалайнера Boeing 747) и разместит на борту достаточно аккумуляторных батарей, чтобы можно было лететь и ночью. Весь полет должен протекать на высоте около 10 км, то есть значительно выше облачного слоя, чтобы улавливать максимум солнечного света.

Прежде чем углубляться в технические детали проекта и лежащей в его основе философии, расскажем немного о Бертране Пикаре и его необычной семье, уже третье поколение одаривающей мир выдающимися учеными-авантюристами. Дед Бертрана, швейцарский профессор физики Огюст Пикар (1884–1962), друживший с Альбертом Эйнштейном и Марией Кюри, вошел в историю как первый человек, который увидел с высоты кривизну земной поверхности. На стратостате собственной конструкции в начале 1930-х годов Огюст Пикар поднялся выше 16 км, а в 1940–50-е гг. разработал батискафы, на которых сам же и опускался под воду более чем на 3 км. Сын Огюста, Жак Пикар, продолжил глубоководные исследования отца и установил мировой рекорд погружения, достигнув в 1960 году на своем батискафе дна Марианской впадины (10916 м).

Имея такого деда и отца, неудивительно, что Бертран Пикар (1958 г.р.) с раннего детства был одержим идеями испытывать предельные возможности человека. Уже в шестнадцать лет он стал одним из основателей и активных членов федерации дельтапланеризма Швейцарии, установив несколько европейских рекордов. Страсть к небу Бертран успешно совмещал с учебой, получив образование доктора-психиатра и психотерапевта. Благодаря своей профессии, Пикар был приглашен известным бельгийским воздухоплавателем Вимом Верстратеном (Wim Verstraeten) принять участие в первой трансатлантической гонке на воздушных шарах Chrysler Challenge 1992 года. Почему-то Верстратен был уверен, что в компании с психиатром-гипнотизером его шансы на победу будут гораздо выше. И - как ни странно - эта команда действительно стала первой в том историческом соревновании. А Пикар с тех пор заболел воздушными шарами и загорелся идеей беспосадочного кругосветного полета. С третьей попытки, при финансовой поддержке известной часовой фирмы Breitling, ему удалось-таки это сделать в команде с англичанином Брайаном Джонсом - за двадцать дней в марте 1999 года на шаре Breitling Orbiter 3.

После того триумфального полета, названного "последним великим приключением XX века", Пикар и Джонс снискали мировую славу, а их воздушный шар-рекордсмен обрел покой в американском Смитсоновском музее космоса и воздухоплавания рядом с аэропланом братьев Райт и капсулой лунного космического корабля "Аполлон-11".

Продолжением столь грандиозных свершений должен был, разумеется, стать лишь какой-либо не менее великий проект с (желательно) благородными гуманистическими целями. Вот так и родилась у Пикара идея нового кругосветного полета на солнечном самолете Solar Impulse - как яркая демонстрация потенциала транспортного средства, не загрязняющего окружающую среду.

По форме Solar Impulse больше всего напоминает планер, но планер необычайно крупный. Полностью покрытый тонкими мембранами солнечных батарей и, вероятно, оборудованный двумя винтовыми электродвигателями в хвостовой части, этот самолет сможет самостоятельно отрываться от земли и автономно летать в ночное время за счет подзаряжаемых днем аккумуляторов.

В настоящее время в конструкции Solar Impulse уже очерчены несколько критично важных участков, где ведущую роль сыграют космические технологии ESA. Это, прежде всего, элементы солнечных батарей и аккумуляторы, системы управления энергией, сверхлегкие композитные материалы, а также системы слежения за состоянием здоровья пилота.

Набирая команду профессионалов для руководства созданием Solar Impulse, Бертран Пикар первым делом пригласил верного соратника Брайана Джонса - многоопытного летчика и воздухоплавателя-инструктора. Третьим пилотом и менеджером проекта стал летчик и инженер Андре Боршберг (Andre Borschberg).

Если все технологическое оснащение проекта взяло на себя космическое агентство ESA, то в качестве "официального научного консультанта" выступает швейцарский Федеральный институт технологий (EPFL) в Лозанне. EPFL связывают с Пикаром давние и прочные связи, поскольку именно здесь осуществлялась вся теоретическая термодинамическая проработка полета на воздушном шаре Breitling Orbiter 3. Ныне уже закончен предварительный анализ доступных технологий и дана общая оценка выполнимости проекта Solar Impulse. По заключению экспертов EPFL (над проектом работали около тридцати человек), в принципе уже сегодня можно построить летательный аппарат, полностью обеспечивающий свои энергетические потребности за счет Солнца.

Но технологически эта задача весьма непроста, поскольку для максимального доступа к солнечному свету аэроплан должен летать над облаками на высоте 10–11 тысяч метров, где температура воздуха составляет около -55 °C. Понятно, что в таких условиях кабина самолета должна быть загерметизирована и оснащена полной системой жизнеобеспечения пилота на длительный срок. Обилие сложной техники на борту требует применения новейших технологических решений в области прочных сверхлегких материалов.

Лаборатория автономных систем EPFL взяла на себя разработку компьютерного "адаптивного помощника", который должен собирать и анализировать все доступные данные о процессе полета и предоставлять их пилоту в ясной и краткой форме. Еще одно интересное новшество - нательное устройство, поддерживающее взаимовыгодное "симбиотическое общение" между летчиком и летательным аппаратом. Неофициально эту разработку так и называют - "система SYMBODIC" (от SYMbiotic BODies).

Составленные на сегодня планы проекта Solar Impulse предусматривают построение первого самолета-прототипа в 2005 году и начало испытательных полетов в 2006-м. Следующий этап - полные ночные перелеты - намечен на 2007 год, поначалу это будет по крайней мере 36-часовой полет, включающий целиком одну ночь. Затем длительность рейсов будет понемногу увеличиваться. Параллельно намечен поиск новаторских решений для сведения к минимуму веса необходимой пищи и воды - над похожими проблемами постоянно работают инженеры ESA, участвующие в подготовке будущих космических экспедиций.

Когда же состоится беспосадочный кругосветный полет "солнцекрылого аэроплана"? Если все пойдет как намечено и если генеральная репетиция - прыжок через Атлантику в 2008-м - закончится успешно, то главный старт будет дан на следующий год, в 2009-м.

Бертран Пикар говорит, что "цель Solar Impulse - открыть новые человеческие, научные, экологические и экономические горизонты". Авторы проекта надеются, что их пример стимулирует научные исследования в новых областях, включающих аэродинамику, материалы-композиты, методы генерации и хранения энергии, а главное - привлечет интерес общества к чистым возобновляемым источникам энергии и к природозащитной концепции устойчивого развития человечества (устойчивым развитием называют способность нынешних поколений удовлетворять свои потребности таким образом, чтобы не подвергать риску возможности по удовлетворению потребностей будущих поколений.