Internet aus der Stratosphäre

Foto: DLR

Weltweit arbeiten große Firmen am Internet der Zukunft, das einmal von dauerhaft mit Solarstrom fliegenden Höhenplattformen flächendeckend auf der Erde verfügbar sein soll. Die Entwicklung solcher autonomen solarelektrischen Motorsegler ist in vollem Gang. Waren es bisher unbemannte Modelle mit winziger Nutzlast, die für den Stratosphärenflug erprobt wurden, so setzt die Initiative SolarStratos mit der 25-Meter Spannweite umfassenden Elektra-2 auf neue Größe, um in den Bereich kommerzieller Anwendungen schneller vorzudringen. Am 5. Mai 2017 hat der Prototyp erfolgreich seinen Erstflug über Payerne in der Schweiz absolviert. Zukünftig sind Flüge und Forschungsexperimente in bis zu 20 km Höhe geplant. Weltweit gibt es bisher keinen solarelektrischen Flieger mit vergleichbarer Nutzlast, der diese Höhe erreicht. Die Elektra-2 ist mit einer am Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) entwickelten automatischen Flugsteuerung ausgestattet und wurde von der DLR-Ausgründung Elektra-Solar entwickelt und gebaut.

Leichtgewicht für schwere Lasten

Die extrem leicht gebaute Elektra-2 ist als weltweit erstes solarelektrisches Flugzeug dafür konstruiert, um im autonomen Betrieb bis zu 100 kg Nutzlast in rund 20 kg Höhe zu bringen. Dabei bringt der Ultraleichtflieger selbst nur 420 kg auf die Waage. Damit wird es erstmals möglich, Technologien für die Breitband-Internetversorgung sowie die Fernerkundung direkt im Stratosphäreneinsatz zu erproben. Zunächst wird das Solarflugzeug 2017 eine umfangreiche Flugerprobung durchlaufen. Für 2018 sind dann erste Stratosphärenflüge geplant bis hin zu neuen Höhenrekorden für solarelektrische Flugzeuge.

Autonom gesteuert und ohne Fahrwerk

Zunächst werden Flüge mit einem Piloten an Bord und bis zu 50 kg Nutzlast anvisiert. Bei den Forschungsexperimenten wird der Pilot von der autonomen Steuerung unterstützt und soll die Mission nur noch überwachen. Die nächste Version der Elektra-2, die sich bereits im Aufbau befindet, soll dann ganz ohne Piloten längere Missionen in der Stratosphäre fliegen. Darüber hinaus ist eine leichtere fahrwerklosen Version der Elektra-2 geplant.

Fliegende Plattformen ergänzen Satellitentechnik

Die globale Kommunikation und Erdfernerkundung wird heute zu einem großen Teil von Satelliten im Erdorbit abgedeckt. Zukünftig haben fliegende Höhenplattformen gute Chancen, die heutige Satellitentechnik weitreichend zu ergänzen. Satellitenbilder entstehen im Orbit in mehreren hundert Kilometern Höhe, Stratosphärenflieger punkten hier bei gerade mal 20 – 25 km Flughöhe mit einer deutlich höheren Auflösung. Zudem lassen sich die Betriebskosten gegenüber Satelliten deutlich senken, denn teure Raketenstarts sind nicht nötig und Defekte können problemlos am Boden repariert werden, wodurch sich insgesamt die Zuverlässigkeit erhöht. Für die derzeit besonders populäre Anwendungsperspektive des flächendeckenden Internets aus der Luft spricht, dass fliegende Höhenplattformen mit einer deutlich größeren Bandbreite gegenüber Satelliten werden aufwarten können.

DLR-Ausgründung auf dem Weg in die Stratosphäre

Die vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik ausgegründete Firma Elektra Solar GmbH hat sich seit 2015 den Bau neuer Prototypen für den Flug in die Stratosphäre zum Ziel gesetzt, um die anwendungsnahe Forschung in diesem Bereich an die konkrete Produktentwicklung heranzuführen. Mit der Firma sind fünf neue High-Tech-Arbeitsplätze im Raum München entstanden ebenso wie erweiterte Möglichkeiten in der Erforschung hochfliegender Plattformen und der darauf basierenden Anwendungen. Die Elektra-2 ist das erste in der DLR-Ausgründung entwickelte Flugzeug für extreme Höhen. In mehreren Kooperationsprojekten mit dem DLR-Institut für Robotik und Mechatronik wurde das Basissteuerungssystem dafür entwickelt. Dabei wurden Erfahrungen und Technologien aus dem Bereich der mobilen Robotik und Raumfahrtrobotik des Instituts genutzt.

Quelle:  Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt