TEIL C

Solar-Luftschiffe und Solar-Ballone (7)

Im Januar 2020 kündigt die britische Firma Hybrid Air Vehicles Ltd. (HAV) eine Serienversion ihres Prototyps Airlander 10 an, einem Hybrid aus Luftschiff und Flugzeug. Als Subunternehmer des US-Rüstungskonzerns Northrop Grumman hatte die HAV ab etwa 2010 im Rahmen des Projektes Long Endurance Multi-intelligence Vehicle (LEMV) den Prototyp HAV 301 entwickelt, der vom US-Verteidigungsministerium mit 60 Mio. $ finanziert wurde und seinen Erstflug im August 2012 absolvierte. Das Projekt, das eigentlich zu einem hochfliegenden Aufklärungsluftschiff für die US-Streitkräfte in Afghanistan führen sollte, wird aber kurz nach dem Erstflug eingestellt.

Die von der deutschen Linde AG und deren britischer Tochtergesellschaft BOC gesponserte HAV kauft daraufhin den Prototyp für 301.000 $ zurück – und der zivile Einsatz des Luftschiffes wird durch die britische Regierung, durch Bruce Dickinson (Pilot und Sänger der Heavy-Metal-Band Iron Maiden), der das Projekt 2014 übernimmt, sowie mittels Crowdfunding finanziert. Dabei kommen bis 2015 knapp 2,2 Mio. Pfund zusammen. Der Jungfernflug des Airlander 10 findet im August 2016 statt.

Mit 92 m Länge und 42 m Breite ist das Pralluftschiff, das wie ein herkömmliches Flugzeug mit aerodynamischem Auftrieb abhebt, das aktuell längste entsprechende Fluggerät der Welt. Auch ohne Stützskelett kann es 10 t Fracht oder 48 Passagiere mit einer Geschwindigkeit von 150 km/h transportieren und mit seiner Besatzung fünf Tage ununterbrochen in der Luft bleiben. Angetrieben wird es von vier Dieselmotoren mit jeweils 242 kW (325 PS) Leistung, was auch der Grund ist, warum es bislang nicht in der Chronologie aufgetaucht ist.

Im November 2017 reißt sich der Prototyp aus unerfindlichen Gründen von seiner Befestigung am Boden los, wodurch automatisch die Selbstzerstörung aktiviert wird und die beiden Hälften, die zwei Zigarren ähneln, auseinanderreißt, damit das Gas entweicht, die Hülle zu Boden sinkt und keinen Schaden in der Umgebung anrichtet. Das Positive an dem Unfall ist die Versicherungssumme der Allianz von umgerechnet rund 40 Mio. €, mit der die weitere Entwicklung finanziert werden kann.

Der nun angekündigte Produktionsstart einer verbesserten Version des Airlander 10, die in etwa eineinhalb Jahren mit bis zu 15 Tonnen abheben und bis zu fünf Wochen in der Luft bleiben soll, wird hier erwähnt, weil er mit der künftigen Entwicklung eines Elektroantriebs verbunden ist. Diese für 2025 geplante Hybridversion sieht vor, die hinteren beiden Dieselmotoren bestehen zu lassen, während die vorderen beiden durch 500 kW Elektromotoren ersetzt werden.

Damit besteht die Wahlmöglichkeit zwischen einem umweltfreundlichen, rein elektrischen Flug, und einem schnelleren Flug mit hybridelektrischem Antrieb. Der rein elektrische Modus soll eine Reisegeschwindigkeit von 93 km/h und eine maximale Reichweite von 350 km bieten, wobei der Hybridmodus sowohl die Reichweite als auch die Geschwindigkeit auf bis zu 130 km/h erhöht. Der Airlander 50 ist eine in Planung befindliche größere Version für bis zu 50 Tonnen Fracht.

In späteren Berichten wird davon gesprochen, daß der Airlander 10 mit zwölf Elektromotoren ausgestattet ist, und daß seine Stromversorgung auf zwei Energiequellen setzt: 24 Batterieblöcke, die die nötige Energie für schnelle Lastwechsel und Manöver liefern, sowie zwei Dieselgeneratoren mit jeweils ca. 150 kW Leistung, die während des Flugs kontinuierlich Strom erzeugen, um die Batterien nachzuladen und die Reichweite auf Langstreckenflügen zu erhöhen. Zudem erforscht das Team für kommende Modelle den Einsatz von Solarzellen und Wasserstoff-Brennstoffzellen, um den Diesel-Anteil komplett zu ersetzen.

Im Januar 2020 kündigt die HAV den Produktionsstart einer verbesserten Version des Airlander 10 sowie die Entwicklung eines Elektroantriebs an. Darüber hinaus wird bekannt, daß 2022 die spanische Fluggesellschaft Air Nostrum zehn Airlander 10 reserviert, die ab 2026 im Inlandsflugverkehr in Spanien eingesetzt werden sollen. Das Unternehmen OceanSky Cruises möchte den Airlander 10 sogar noch vor 2026 für mehrtägige Luftkreuzfahrten anbieten, unter anderem zum Nordpol. Die Produktion des Luftschiffes wird jedoch mehrfach verschoben, und die Auslieferung ist derzeit für 2028 geplant.

Das Design eines gewaltigen solarbetriebenen Luftschiffs, das im Mai 2020 in den Fachblogs erscheint, geht auf das ungarische, in Budapest beheimatete Designstudio Maform zurück. Es trägt den Namen S.H.A.R.K. und soll durch die Lüfte fahren, um eine Reihe von Aktivitäten zu unterstützen, von der Forschung bis zur Erbringung von Dienstleistungen. Das Studio war uns bereits 2015 mit den Designs des einsitzigen Trikopters Flike der Firma ByeGravity cPlc, sowie 2018 des Multirotors HEXA der Firma Lift Aircraft begegnet (s.d.).

Das unbemannte, mit Batterien und Elektromotoren ausgestattete Luftschiff soll in der Lage sein, mindestens 168 Stunden in einer Höhe von über 22 km und in einem Bereich mit einem Radius von 5 km zu fahren und dabei eine Nutzlast von mindestens 30 kg zu transportieren. Der Treibstoff wird in Form von Wasserstoff bereitgestellt, der auch für den Auftrieb sorgt. Sowohl die Verbrennung des Wasserstoffs als auch das dabei als Nebenprodukt entstehende Wasser vermindern den Auftrieb, wodurch kinetische Energie entsteht. Das Schiff kann damit gleiten, wenn es die Windsituation erfordert, um so seine Position in einem festgelegten Gebiet beizubehalten.

Anschließend kann das Wasser mit Hilfe der Elektrizität von PV-Paneelen, mit denen die Oberseite des Luftschiffs vollständig bedeckt ist, in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden, wodurch der Auftrieb wiederhergestellt wird. Darüber hinaus ist das System mit einer Wassersammelmembran ausgestattet, die in der Lage ist, den geringen Wassergehalt der Atmosphäre bzw. der Stratosphäre aufzunehmen und so die Wasserverluste zwischen Verbrennung und Elektrolyse auszugleichen.

Die Abschlußarbeit von David Wolter am schwedischen Umeå Institute of Design, die im Juni 2021 in den Blogs gezeigt wird, ist eine Leichter-als-Luft-Lösung, um Menschen und Fracht in unwirtlichen Gegenden zu transportieren, ohne die Umwelt zu belasten.

Zwar gibt es bislang nur schöne Renderings, aber die Fama, die sich der  Konzeptkünstler dazu ausgedacht hat, blickt weit in die Zukunft, wenn die Menschen nach der exponentiellen Ausbreitung von Wüstengebieten rund um den Äquator versuchen, im Jahr 2090 den Planeten wiederherzustellen.

Das fliegende Rigg namens Terra Nova, das durch die Energie der Sonne angetrieben wird, hat weiche, organische Formen mit einem kühnen Design und besteht aus biologisch abbaubaren Materialien, um die Umweltbelastung auf ein Minimum zu beschränken. Die Drohne kann autonom laufen, um Umpflanzungen, Wassermanagement und organische Pestizidkontrolle durchzuführen, und sie kann Module austauschen, um stattdessen Fracht und Personen von einer Station zur anderen zu transportieren.

Das multifunktionale Fahrzeug hat eine Betriebskapazität von vier Tagen und scheint eine komplette PV-Abdeckung zu haben, doch es gibt keine technischen Details darüber, ebensowenig wie über Antrieb und Batteriekapazität. Womit es wohl nur ein ansprechendes Design bleiben wird.

Ein weiteres Design, das aber beträchtlich größer ist, erscheint im Januar 2022 in den Blogs und stammt von Pierpaolo Lazzarini, der uns mit seinen Designkonzepten von Superyachten, Katamaranen, retro-futuristischen fliegenden Autos und einer Stadt aus schwimmenden Pyramiden schon mehrfach begegnet ist. Sein neuestes Projekt, die umweltfreundliche Air Yacht für die Zukunft, ist so konzipiert, daß sie stilvoll über das Meer gleitet oder durch die Lüfte schweben kann.

Die Air Yacht sieht aus wie ein riesiger Katamaran und besteht aus zwei 150 m langen, mit Helium gefüllten Luftschiffen, die über vier Kohlefaserbrücken auf jeder Seite mit einem 80 m langen Mitteldeck verbunden sind. Dieses ist 10 m breit und beherbergt eine Hauptkabine mit 360°-Blick, einen großen Eßbereich und einen Wohnbereich. Auch an den Außenseiten der Luftschiffe befinden sich Fenster, in denen jeweils fünf Kabinen mit Bad untergebracht sind. Insgesamt kann das Konzept bis zu 22 Gäste in elf Kabinen beherbergen.

Diese Zwillingsluftschiffe aus Kohlenstoffasern verfügen über Zellen, die 400.000 m³ komprimiertes Helium fassen, während acht gegenläufige elektrische Rotoren an den Seiten von ultraleichten Batterien und von Solarpaneelen angetrieben werden, die die Oberseite der Luftschiffe zieren. Die Triebwerke, die eine Fluggeschwindigkeit von 110 km/h erlauben, können sich auch drehen, um die Air Yacht nach unten zu drücken und auf dem Wasser zu landen. Dort wird das Luftschiff durch den Heliumdruck, ein Ballastverankerungssystem und einen aufblasbaren Kiel über Wasser gehalten und kann hier eine Geschwindigkeit von bis zu 9 km/h erreichen.

Lazzarini wendet sich mit dem Design nicht an Reiseveranstalter, sondern an private Eigentümer, die die Vorteile einer Superyacht und einer Flugmaschine zugleich nutzen möchten, weshalb es bei dem geforderten Preis von 550 Mio. € auch einen Hubschrauberlandeplatz auf der Oberseite des Mitteldecks gibt, um an Orte zu gelangen, die für ein riesiges Amphibienluftschiff nicht geeignet sind.

Daß der Designer eine besondere Affinität zu Luftschiffen hat, belegt auch die Mega-Yacht Collossea, die im März 2024 vorgestellt wird und eine Art Luxus-Flugzeugträger darstellt, der als Brücke ein Solarluftschiff nutzt, das sich auf Wunsch ausklinken läßt, um für Touren weit oberhalb des Wassers oder des Landes genutzt zu werden. Auch hier ist die obere Hälfte fast vollständig mit einem riesigen Solardach bedeckt. Die Yacht wird bei den Elektro- und Solarschiffen aufgeführt.

Im März 2023 veröffentlichen Prof. Christoph Pflaum von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und Prof. Agnes Jocher von der Technischen Universität München (TUM) die Ergebnisse ihres Forschungsteams, das untersucht hat, welche Route ein Luftschiff nehmen müßte, um als technische Alternative zu herkömmlichen Flugzeugen möglichst schnell und klimafreundlich von New York nach London (auf der Grafik links) und zurück (rechts) zu fliegen.

Konkret haben mehrere Studenten der FAU in ihren Bachelor- und Masterarbeiten simuliert und berechnet, wie schnell ein Luftschiff, das mit hocheffizienten Solarzellen und extrem leichten Batterien bestückt ist, wirklich wäre, und welche Route es nehmen müßte, um Wind und Wetter und Sonnenstände ideal auszunutzen. Zugrunde lagen reale Wetterdaten von 2019, das Schiff hatte in etwa die Ausmaße der großen Zeppeline der 1920er und 1930er Jahre und eine Traglast von 60 Tonnen.

Die Berechnungen zeigen, daß durch den Einsatz eines Solarzeppelins sowohl die Transportkosten als auch die CO₂-Emissionen der Luftfahrt deutlich gesenkt werden können. Ein Flug über den Atlantik von New York nach London würde zwar rund zwei Tage und eine Nacht dauern, während die Flugzeit in der umgekehrten Richtung drei Tage und zwei Nächte beträgt, doch solche Reisezeiten sind für die meisten Frachttransporte akzeptabel.

Und da das Reisen in einem Luftschiff mit Platz für einen Speisesaal, einen Aufenthaltsraum und Zweibettzimmern für Passagiere auch wesentlich komfortabler ist als in einem herkömmlichen Flugzeug, besteht ebenfalls eine Chance für die Personenbeförderung. Die Studie mit dem Titel ,Design and route optimisation for an airship with onboard solar energy harvesting’ ist im Netz einsehbar.

In Verbindung mit solarbetriebenen Heißluftballons ist auf einen Vortrag von Daniel C. Bowman von den Sandia National Laboratories zu verweisen, der auf der 184. Tagung der Acoustical Society of America im Mai 2023 in Chicago seine Erkenntnisse vorträgt, die er mit Hilfe dieser Ballons erzielt hat, um stratosphärische Geräusche zu belauschen.

Bowman hatte bereits im Oktober 2021 eine im Netz einsehbare Studie mit dem Titel ,Infrasound From a Buried Chemical Explosion Recorded on a Balloon in the Lower Stratosphere’ veröffentlicht, in der er über den Einsatz solcher Ballons berichtet, um geophysikalische Aktivitäten zu erforschen und Explosionen auf der Erde zu überwachen.

Da die Stratosphäre eine relativ ruhige Schicht der Erdatmosphäre ist, die nur selten durch Flugzeuge oder Turbulenzen gestört wird, nehmen Mikrofone dort eine Vielzahl von Geräuschen auf, die sonst nirgendwo zu hören sind. Dazu gehören natürliche Geräusche wie kollidierende Meereswellen und Donner, sowie vom Menschen erzeugte Geräusche wie Windturbinen oder eben Explosionen. Erfaßt wird der tieffrequente Schall mit Mikrobarometern, die ursprünglich für die Überwachung von Vulkanen entwickelt worden sind.

Um die Stratosphäre zu erreichen, bauen Bowman und sein Team Ballons, die einen Durchmesser von 6 - 7 m haben und im Grunde nur riesige Plastiktüten sind, mit etwas Kohlestaub auf der Innenseite, um sie dunkel zu machen. Letztlich bestehen sie aus Malerfolie, Klebeband und Holzkohlepulver, Material im Wert von etwa 50 $.

Wenn die Sonne auf die dunklen Ballons scheint, erwärmt sich die Luft in ihrem Inneren und wird tragfähig. Dabei reicht diese passive Sonnenenergie aus, um die Ballons von der Oberfläche auf über 20 km Höhe zu bringen. Ihre Route wird mit GPS verfolgt, da die Ballons manchmal Hunderte von Kilometern weit fliegen und an schwer zugänglichen Orten landen.

Der Vortrag endet mit der Aussage, daß es in der Stratosphäre neben den erwarteten menschlichen und umweltbedingten Geräuschen auch mysteriöse Infraschallsignale gibt, die bei einigen Flügen mehrmals pro Stunde aufgetreten sind und deren Quelle bislang völlig unbekannt ist.

Im Mai 2023 stellten die Fachblogs einen Solarzeppelin vor, den die in Boulogne-Billancourt, südwestlich von Paris, beheimatete und 2009 von Philippe Tixier und seiner Frau gegründete Firma Dirisolar entwickelt und baut. Tixier ist übrigens ein Enkel des Kapitäns des militärischen Pralluftschiffs Le Fleurus, das um 1900 von den militärischen Werkstätten in Chalais-Meudon gebaut worden war, zu Test- und Aufklärungszwecken diente und bei Armeemanövern operierte.

Das mit Helium befüllte Dirisolar-Luftschiff wird von Elektromotoren angetrieben, und den Strom liefert ein Batterieblock, der während der Fahrt tagsüber durch Dünnschicht-Solarzellen aufgeladen wird, die gut 300 m² der Außenhaut bedecken. Nach Berechnungen des Unternehmens genügen bereits 80 m², um genügend Strom selbst für eine Atlantiküberquerung zu erzeugen, doch der Zeppelin wird mit deutlich mehr Zellen bestückt, um eine Reserve zu haben. Außerdem soll er stets oberhalb der Wolken fahren, damit möglichst viel Strom produziert wird.

Das Luftschiff hat eine Länge von rund 50 m, eine ultraleichte Struktur von etwa 900 kg und bietet Platz für eine Nutzlast von 450 kg. Es wird seine Ziele autonom ansteuern, wobei die Überquerung des Atlantiks in Richtung Westen gut zwei Tage, und der Rückflug mehr als drei Tage dauern soll. Um zu landen, wird der Auftrieb reduziert, indem Helium in Drucktanks an Bord gepumpt und so unwirksam gemacht wird.

Und es gibt noch eine weitere Besonderheit: Wenn der Dirisolar-Zeppelin dem Boden nah ist, wird er von eventuell auftretenden Böen nicht wieder emporgerissen, sondern zusätzlich nach unten gedrückt. Dies liegt an seinem flachen Bauch, durch den ein Druck Richtung Erde aufgebaut wird. Gleichzeitig sorgt diese Bauweise für zusätzlichen Auftrieb während der Fahrt, ähnlich wie die Flügel eines Flugzeugs. Für eine Gondel, die unter den traditionellen Zeppelinen hängt und Platz für Passagiere und Fracht bietet, ist dadurch kein Platz mehr, weshalb sich der nutzbare Raum im Cockpit an der Spitze des Luftschiffs befindet.

Bereits 2010 erfolgten erste öffentliche Flüge der DS06, eines ferngesteuerten maßstabsgetreuen Modells und Machbarkeitsnachweises für Dirisolars Flachboden-Patent (FR-Nr. 11 56557), und 2012 wird die Unterzeichnung von sechs Kooperationsabkommen für den Bau des ersten Dirisolar-Luftschiffs bekanntgegeben, das die Bezeichnung DS1500 erhält.

Zwar werden 2015 zwei Teile des DS1500 in Originalgröße gebaut, was die Validierung des virtuellen Prototypings ermöglicht, doch weitere Schritte werden nicht unternommen. Im Dezember 2017 erwirbt die neu gegründete Dirisolar SAS sämtliche Vermögenswerte der ursprünglichen Dirisolar, die im August 2018 aufgelöst wird.

Im Jahr 2019 startet das Projekt DS30, ein Drohnen-Luftschiff, das in einem Standard-Seecontainer transportiert werden kann. Gleichzeitig meldet Dirisolar in Europa und den USA das Patent für einen innovativen Fesselballon an, der Windgeschwindigkeiten von über 230 km/h standhalten soll. 2021 folgt eine Spendenkampagne zum Bau des DS1500 in Originalgröße, die aber nicht sehr erfolgreich verläuft. Wann die Fertigstellung eines ersten bemannten Prototyps erfolgen wird, ist bislang unklar.

Zwar ohne Solarzellen, aber ebenfalls von elektrischen Motoren angetrieben, ist ein kleines Fluggerät, mit dem der Designer Prof. Jérôme Delamare im Juli 2023 den 25. französischen Innovationswettbewerb i-Lab gewinnt, der im Rahmen des Investitionsplans ,France 2030’ vom Ministerium für Hochschulbildung und Forschung in Zusammenarbeit mit der staatlichen Innovationsagentur Bpifrance veranstaltet wird. Mit dem Preis verbunden erhält das im August des Vorjahres von Delamare und Nicolas Sornin gegründete Unternehmen Aéronde mit Sitz in Isère eine staatliche Förderung in Höhe von 360.000 €.

Das von 400 m³ Helium getragene, propellergetriebene, geräuschlose und umweltfreundliche gleichnamige Elektro-Luftschiff aérOnde, das seinen Erstflug im Dezember macht, basiert zum Teil auf den Arbeiten Delamares am Grenoble Electrical Engineering Laboratory (G2ELab), auf dessen Homepage das Fluggerät allerdings nicht erwähnt wird. Entworfen wurde es in Kooperation mit Studentinnen und Studenten der Ingenieurhochschule École nationale supérieure de l’énergie, l’eau et l’environnement (ENSE3).

Das Luftschiff mit seinem Durchmesser von 15 m (davon 6 m Innendurchmesser) mag zwar klein sein, ist aber ein präzises eVTOL, das sich perfekt für Reparaturarbeiten an Orten in großer Höhe eignet. Um den fliegenden weißen Donut vertikal zu starten, zu landen und im Flug zu steuern, braucht man lediglich einen Joystick. Die Hülle wurde von dem lokalen Unternehmen Airstar genäht, und auf dem Flugplatz der Gemeinde Le Versoud wurde eigens ein Hangar gebaut, um das Fluggerät unterzubringen.

Mit drei steuerbaren Anordnungen von je vier Propellern kann das Fahrzeug Geschwindigkeiten von 25 - 30 km/h in alle Richtungen erreichen, wobei der Energieverbrauch 1 kWh pro Flugstunde beträgt, was im Vergleich zu den 180 Litern Kerosin bei einem Hubschrauber für dieselbe Flugzeit extrem wenig ist. Die maximale Nutzlast beträgt 200 kg. Details zur Batterie werden nicht angegeben, ihre Laufzeit soll aber fünf Stunden betragen.

Aufgrund der torusförmigen Form kann der Wind das aérOnde selbst bei Böen von 70 km/h nicht aus der Bahn werfen, so daß das Fahrzeug, egal ob es zu Arbeits-, Freizeit-, Beobachtungs- oder Rettungszwecken gesteuert wird, Stabilität bietet. Ein automatisches Kontrollsystem dient der exakten Standortkontrolle. Der Zweipersonenballon verfügt über ein offenes Cockpit, das es der Besatzung ermöglicht, in großer Höhe und mit einer verblüffenden Präzision Baumschnittmissionen oder Reparaturen z.B. an Stromleitungen, Gondeln oder Sendemasten vorzunehmen.

Die Firma nimmt ihren kommerziellen Betrieb im September 2024 auf, indem sie ihre erste Streckeninspektion durchführt und Passagiere fliegen läßt. Auf der Website des Unternehmens wird kein Preis für die Miete oder den Kauf genannt, aber ein 20-minütiger Spazierflug mit einem aérOnde wird für 200 € angeboten, wobei das maximale Passagiergewicht allerdings 95 kg beträgt.

Im März 2025 kann Aéronde eine erfolgreiche Finanzierungsrunde mit 1,65 Mio. € abschließen, die eine Kombination aus Crowdfunding, Aktionärseinlagen und Bankfinanzierung darstellt. Im 2. Quartal dieses Jahres sind bereits vier Exemplare in Betrieb, und das Unternehmen sucht nun nach Möglichkeiten, Piloten auszubilden, da noch weitere AerOndes gebaut werden sollen. Zudem besteht die Idee, langfristig auf Wasserstoff umzusteigen, der weniger leckt, leichter ist und 10 % mehr Auftrieb ermöglicht. Da er aber leicht entflammbar ist, sind vorher einige Sicherheitsfragen zu klären und verschiedene besondere Genehmigungen zu beantragen.

Im Juli 2026 wird ein Video veröffentlicht, in welchem ein kugelförmiger Ballon zu sehen ist, mit dem zwei Personen Wartungsarbeiten an einer Hochspannungsleitung durchführen. Ob die Krapfenform damit endgültig ad acta gelegt wurde, ist aber unklar.

Um eine neue nachhaltige Mobilität in der Welt zu fördern, kündigt Euro Airship, ein Unternehmen mit Sitz in Pau, das sich auf die Entwicklung, den Bau und den Verkauf von Starrluftschiffen spezialisiert hat, im September 2023 den Start des Projekts Solar Airship One an: einen Nonstop-Weltreiseflug über 40.000 km, völlig ohne fossile Brennstoffe und ohne CO₂-Emissionen, der für 2026 geplant ist.

Ermöglicht wird die Mission der im Jahr 2010 von Jean Lescat und Marc Sénépart gegründeten Firma, an der diese seit über zehn Jahren arbeitet, durch die Unterstützung von Partnern und Industrieunternehmen wie Capgemini, Groupe La Poste und Orange.

Die Energie, die das 151 m lange Solar Airship One auf seiner Reise benötigen wird, wird komplett erneuerbar sein, da es auf der Oberseite auf einer Fläche von 4.800 m² von Solarzellen bedeckt ist. Tagsüber treiben diese das elektrische Antriebssystem des Luftschiffes an und liefern gleichzeitig die Energie für die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff, mit dem nachts Brennstoffzellen betrieben werden, um die für den Vortrieb erforderliche Energie bereitzustellen. Als Traggas füllen 50.000 m³ Helium 15 separate Kammern innerhalb der Aluminiumstruktur.

Die Besatzung des solargetriebenes Luftschiffs wird aus einem Dreierteam bestehen: Michel Tognini, ein französischer Pilot und ehemaliger Astronaut, Dorine Bourneton, die erste behinderte Kunstflugpilotin der Welt, sowie Bertrand Piccard, der 1999 erstmals mit einem Heißluftballon nonstop die Welt umrundete und außerdem Pilot der Solar Impulse 2 auf dem ersten Flug um die Erde mit Sonnenenergie war. Darüber wird ausführlich in den Jahresübersichten von 2006 bis 2016 berichtet. Später wird allerdings der Astronaut Michael Lopez-Alegria als drittes Teammitglied genannt.

Um dem Äquator in einer durchschnittlichen Reiseflughöhe von etwa 6.000 m komplett zu folgen und die Weltumrundung von West nach Ost in 20 Tagen zu realisieren, muß eine durchschnittliche Geschwindigkeit von etwas über 83 km/h erreicht werden. Es wird aber auch in Betracht gezogen, daß die Fahrt bis zu 30 Tage dauern kann. Der Baubeginn für das Solar Airship One ist eigentlich für 2024 geplant, die Endmontage für 2025, doch Mitte 2026 gibt es noch immer keine Bestätigung dafür.

Im April 2024 bekommt das von Martin Bocken, Thomas Laporte und Josef Rokusek im Jahr 2022 gegründete französische Start-Up HyLight einiges an Presse, als es in seiner ersten Finanzierungsrunde von Ring Capital, Kima Ventures, Collaborative Fund und Business Angels, darunter Tesla-Mitbegründer Marc Tarpenning und der ehemalige Leiter der SpaceX-Startabteilung, Abhishek Tripathi, insgesamt 3,7 Mio. € einsammelt, um seine wasserstoffbetriebene, lenkbare Luftschiffdrohne abheben zu lassen. Diese ist für Inspektionen aus der Luft bestimmt und kann zehn Stunden am Stück fliegen und dabei eine Strecke von 300 - 350 km zurücklegen.

HyLight zufolge werden in Europa jedes Jahr 3 Mrd. € ausgegeben, um Energienetze zu inspizieren, meist mit Hubschraubern, Flugzeugdrohnen oder Satelliten. Als Alternative zu diesen umweltschädlichen, teuren und ungenauen Lösungen will die Firma ihre kohlenstoffreie und geräuschlose Drohne positionieren, deren ultraleichte Brennstoffzelle mitgeführten Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt. Mit der aktuellen Finanzierung soll das Produkt von einer experimentellen zu einer zertifizierten Version weiterentwickelt werden.

Das Start-Up will seine 12 m langen und 2 m breiten Luftschiffdrohnen allerdings nicht verkaufen, sondern als Dienstleistung Betreibern anbieten, die kilometerlange Strecken bestellen können, welche inspiziert werden sollen. Die Firma zählt bereits Enedis, den größten Betreiber von Stromleitungen in Frankreich, sowie die Betreiber von Gasfernleitungen NaTran (früher: GRT-gaz) und Teréga zu ihren Kunden und hat nach eigenen Angaben Verträge im Wert von über 100.000 € unterzeichnet.

Genau ein Jahr später, im April 2025, stellt HyLight die nun HyLighter genannte Luftschiffdrohne erstmals öffentlich auf der ChangeNow in Paris vor, was als wichtiger Schritt auf dem Weg zum industriellen Einsatz betrachtet wird. In den vergangenen zwei Jahren hat das Team mehr als acht Versionen des HyLighter entwickelt, die Technologie erheblich verbessert und regelmäßig seine Flugrekorde in Bezug auf zurückgelegte Entfernung, Flugzeit und Nutzlastkapazität übertroffen.

Ein besonders ästhetisches, solarbetriebenes Luftschiff, das mir zum ersten Mal im August 2024 begegnet und eine Entwicklung des US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmens Sceye ist, soll schnelles Internet in unterversorgte Regionen bringen.

Das 2014 von dem Dänen Mikkel Vestergaard Frandsen gegründete Unternehmen mit Sitz in Roswell, New Mexico, verbrachte die ersten Jahre mit der Lösung physikalischer und materialtechnischer Probleme, um eine ultraleichte und dennoch robuste Hülle zu entwickeln, die mit den extremen Temperaturen von bis zu -80°C, der starken UV-Strahlung und den äußerst starken Winden der Stratosphäre klarkommt. Frandsen ist übrigens auch Eigentümer der Schweizer Firma Vestergaard, die besondere Moskitonetze sowie das Wasserfiltergerät LifeStraw herstellt.

Ihre ersten Flüge absolviert das High-Altitude Platform System (HAPS) im Mai 2021, wobei der Prototyp SSV3 eine stabile Flughöhe von 19.690 m erreicht. Im Folgejahr 2022 werden drei Demonstrationsflüge durchgeführt, bei denen das System beweist, daß es Telekommunikations- und Überwachungsnutzlasten von bis zu 90 kg in die Stratosphäre transportieren und sicher wieder landen kann. Zudem gewinnt die Firma im Juni den Green Good Design Award.

2023 wird das Testprogramm auf die Kontrolldynamik ausgeweitet. Dabei werden der autonome Aufstieg sowie die Fähigkeit des Luftschiffs zur präzisen Positionierung optimiert, um mittels GPS-Koordinaten gegen stratosphärische Winde anzusteuern und stabil in einer bestimmten Höhe über einem festen Punkt zu schweben. Angetrieben wird es dabei von einem Elektromotor mit einer Luftschraube am Heck, dessen Strom von Galliumselenid- und Galliumarsenid-Solarzellen kommt, die auf der Stirnseite der Ganzkörper-Silberfolienhülle integriert sind.

Bei dem aktuellen, jüngsten Meilenstein stellt das 65 m lange, unbemannte, mit Helium befüllte Fluggerät seine Fähigkeit unter Beweis, daß es seine Lithium-Schwefel-Akkumulatoren, deren Energiedichte bei über 400 Wh/kg liegt, tagsüber mit Hilfe der Solarzellen aufladen und diese Energie dann nutzen kann, um über Nacht in der Luft zu bleiben.

Das Luftschiff startet am 15. August um 07:36 Uhr von der Sceye-Anlage in New Mexico, erreicht eine Höhe von 18.593 m und landet am nächsten Tag um 12:21 Uhr. In der Luft demonstriert das Flugzeug auch seine Fähigkeit, sowohl mehr als 24 Stunden lang über einem Einsatzgebiet zu bleiben, als auch sich gezielt in ein anderes Gebiet zu begeben. Insgesamt werden bis Ende 2024 über 20 Testflüge absolviert, weitere sind geplant.

Das Sceye-Luftschiff ist bereits Schlüsselkomponente eines Projekts des Staates New Mexico, bei dem ein Konsortium von Telekommunikationsunternehmen die Navajo Nation mit einem universellen Breitbandzugang versorgen will. Ebenso ist es Teil einer fünfjährigen Studie der US-Umweltschutzbehörde (EPA) zur Überwachung und Messung von Methanemissionen. Im Zuge dieser gelingt es dem HAPS-Luftschiff mittels Infrarotsensorik und hochauflösender Kameraoptik, die eine Auflösung von unter einem Meter erreicht, erstmals Methanlecks in Echtzeit aus 20 km Höhe zu detektieren.

Dabei kann die Plattform, die darauf ausgelegt ist, wochen- bis monatelang stationär in der Stratosphäre zu bleiben und dabei Tausende Quadratkilometer kontinuierlich zu überwachen, nicht nur große ,Super-Emitter’ mit über 1.000 kg/h identifizieren, sondern auch kleinste verstreute Lecks mit weniger als 100 kg/h, die bisher übersehen wurden, obwohl sie für rund 70 – 90 % der Methanemissionen verantwortlich sind. Parallel soll die Technologie auch für Frühwarnsysteme bei Waldbränden und in der Katastrophenhilfe eingesetzt werden.

Im September schließt die Firma eine erfolgreiche, allerdings nicht bezifferte Finanzierungsrunde C ab, angeführt von der saudischen Mawarid Holding Co. In den folgenden Monaten plant Sceye, seine Plattform zur Serienreife zu bringen. Ziel ist ein Echtzeit-Alerting-System für Betreiber und Behörden – mit der Möglichkeit, z.B. Lecks binnen Minuten zu identifizieren und zu lokalisieren.

Im Juni 2025 folgt eine strategische Partnerschaft mit dem japanischen Tech-Riesen SoftBank Corp., der auch als Investor der Serie C einsteigt. Ziel der Partnerschaft ist es, die Sceye-Plattform für den globalen Massenmarkt zu skalieren und die technische Infrastruktur für das kommende 6G-Mobilfunknetz sowie für den Katastrophenschutz in Japan vorzubereiten. Außerdem werden in diesem Jahr Belastungstests für saisonale Langzeitflüge durchgeführt, um sicherzustellen, daß die Luftschiffe monatelang am Stück ohne Wartung in der Stratosphäre operieren können.

Hierzu ist anzumerken, daß SoftBank bereits im Dezember 2023 angekündigt hatte, HAPS für Telekommunikations- und Internetdienste einsetzen zu wollen. Damals wurden jedoch Grafiken mit flugzeugähnlichen Plattformen veröffentlicht, ohne aber technische Details bekanntzugeben. Darüber wurde bereits in der entsprechenden Jahresübersicht berichtet.

Im März und April 2026 stellt das solarbetriebene Stratosphärenluftschiff einen neuen Flugrekord auf, als es mit einer Flugzeit von zwölf Tagen und in Höhen von über 15.850 m mehr als 10.300 km von New Mexiko bis vor die Küste Brasiliens zurücklegt, wo es in internationalen Gewässern kontrolliert und planmäßig landet. Während des Fluges verharrt es mit einer Gesamtzeit von 88 Stunden mehrfach an bestimmten Punkten über ausgewählten Gebieten, wobei das Luftschiff seine Flughöhe und Position allein über seine Solarstromversorgung konstant aufrecht erhält. Das aktuelle Modell HAPS SE2 ist rund 82 m (andere Quellen: 85 m) lang und hat eine Außenhülle aus Sceye Skin, einem extrem reiß-, UV- und Ozon-festen und leichten Material, das von Sceye selbst entwickelt wurde.

Im August und September folgt im Zuge der Mission Service Test 1 (ST1) der nächste Rekordflug, der diesmal von New Mexico über den Pazifik nach Japan und wieder zurück geht, wobei die zurückgelegte Gesamtstrecke 30.000 km beträgt. Nach dem Start am 9. August und einem rund 15.000 km langen Flug über den Pazifik erreicht das HAPS 13 Tage später Japan, wo es mehr als sieben Tage lang im Luftraum über der Küste operiert. Dabei bewegt es sich in einer Höhe von 16,5 - 17 km in einem Radius von nur 5 km.

An Bord trägt das HAPS eine luftgestützte Antenne für Mobilfunknetze namens SceyeCell, die entwickelt wurde, um aus der Stratosphäre mobile Breitbandverbindungen in großem Umfang direkt an Standardgeräte zu übertragen. Das fliegende Relay stellt einerseits die Verbindung zu Bodenstationen und Kommunikationssatelliten her und andererseits zu Endgeräten wie Smartphones, Notebooks und anderen Geräten mit SIM-Karte. Diese Endgeräte müssen nicht speziell modifiziert sein, da die Verbindung wie zu einem Handymast am Boden erfolgt.

Bei dem Piloteinsatz in Japan werden über das Kernnetz von SoftBank Sprachanrufe durchgeführt, SMS versendet sowie Internet- und Videostreamingtests durchgeführt. Ausprobiert wird auch die Kommunikation mit Drohnen zur Erweiterung des Funknetzes sowie ein für Großkatastrophen entwickeltes Notfallwarnsystem. Um die Datenverarbeitung direkt auf der Plattform zu testen, hat Sceye auch einen Server installiert. Im Vollausbau soll ein einziges Luftschiff eine Fläche von etwa 500 terrestrischen Mobilfunkmasten abdecken können. Wenn es nach Sceye geht, soll dies bereits 2027 geschehen.

In diesem Zusammenhang soll kurz auf die anderen Konzepte und Umsetzungen von High Altitude Long Endurance (HALE) Unmanned Air Vehicles und High Altitude Platform Stations (HAPS) verwiesen werden, die in den Übersichten der Elektro- und Solarfluggeräte vorgestellt worden sind:

Frühe HALE-Modelle umfassen den Pathfinder und den Helios der NASA (1998); den Odysseus von Aurora Flight Sciences (2008); das ELHASPA des DLR (2011); den Zephyr S und seine Nachfolger von QinetiQ und Airbus (2014 d und 2018); den CH-T4 aus China (2017); das HAWK 30 bzw. den Sunglider der AeroVironment Inc. (2018); den A3 High Altitude Pseudo Satellite der Firma Astigan Ltd. (2019); und schließlich das PHASA/LASA HALE von BAE Systems (2020).

Beispiele für solarbetriebene HAPS sind die Solara 50 der Firma Titan Aerospace (2013); die Solardrohne SkyOrbiter (später: Aquila) des inzwischen eingestellten Projekts internet.org von Facebook (2014 a); das ApusDuo HAPS der Firma UAVOS (2018); sowie das SoftBank-HAPS (2023).

Von der Ausgründung Design4Future des Yachtdesigners Leoni Design Workshop (LDWO) stammt das Air Cube Hybrid Airship, als futuristisches Konzept einer luxuriösen Himmelsjacht, das im November 2024 in den Blogs erscheint. Bei dem Hybrid-Luftschiff handelt es sich um ein Fluggerät, dessen Kabine mit einer geräumigen und komfortablen Lounge, einem Eßbereich und anderen modernen Annehmlichkeiten ausgestattet ist, um einzigartige und unvergeßliche Reisen zu ermöglichen.

Da es bislang ein rein grafischer Entwurf ist, gibt es keine technischen Details, doch das Air Cube soll die Stabilität und Effizienz eines Luftschiffs mit der Wendigkeit und Geschwindigkeit eines modernen Flugzeugs kombinieren. Das Hybriddesign ermöglicht eine sanftere Fahrt und damit ein angenehmeres Flugerlebnis bei gleichzeitiger Minimierung der Umweltauswirkungen, während die Passagiere den Ausblick aus den großen Fenstern oder von der Aussichtsplattform aus genießen.

Das Besondere an dem Luftschiff ist, daß es am Boden eine schwimmende Wohnung gibt, die als Cube Houseboat ebenfalls von Jacopo Leoni und seinem Team bei Design4Future stammt und auf einem Aluminiumkatamaran gebaut ist. Das Haus auf dem Wasser fliegt mit dem großen Ballon, wenn er nach dem Segeln auf dem Wasser abhebt.

Es ist ähnlich wie ein Hotel ausgestattet, und über dem Bett des großen Schlafzimmers befindet sich ein Oberlicht, so daß die Besitzer nachts die Sterne beobachten und tagsüber natürliches Licht genießen können. Das Wohn- und das Eßzimmer sind auf zwei Seiten desselben Bereichs direkt am Eingang angeordnet. Daran schließt sich eine kleine Küche an, und an der Vorderseite des Hausbootes befindet sich das Steuerhaus des Kapitäns, der sich in einen Piloten verwandelt, sobald der Air Cube abhebt und zum Luftschiff wird.

Der Antrieb und die Motoren des hybriden Luftschiffs sollen unter dem Hausboot eingebaut werden, und auf den veröffentlichten Grafiken ist zu sehen, daß die Oberseite des Air Cube mit Solarzellen bedeckt ist, so daß das Hybrid-Luftschiff mit grüner Energie betrieben werden kann. Vorerst ist der Air Cube allerdings nur ein Konzeptprojekt.

Im Oktober 2025 kontaktiert mich der türkische Leser Halil Akdeniz und schreibt, daß er den vorliegenden Artikel über Solarballons gelesen habe und sich meldet, um mitzuteilen, daß auch er mit Solarballons geflogen sei - als erster in der Türkei.

Als Beleg sendet er ein kurzes Video mit seinem anfangs etwas schwierig anmutenden, aber dann doch erfolgreichen Flug, aus dem das hier abgebildete Foto stammt.

Die bislang jüngste Idee stammt von Forschern der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), die im November 2025 mit PV-Paneelen und Lithium-Schwefel-Batterien ausgestattete Luftschiffe vorschlagen, die tagsüber Sonnenenergie sammeln und nachts die gespeicherte Energie nutzen, um Quantencomputer zu betreiben.

Deren praktische Nutzung wird bislang durch einen zentralen Engpaß behindert: Die extrem empfindlichen Qubits müssen bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt betrieben werden, um stabile Quantenzustände zu gewährleisten, was aufwendig und äußerst energieintensiv ist.

Der Ansatz der KAUST-Forscher, der als Quantum Computing–Enabled High Altitude Platforms (QC-HAPS) bezeichnet wird, soll genau dieses Problem entschärfen, denn in der Stratosphäre - etwa 20 km über dem Meeresspiegel -  herrschen Temperaturen um -50°C, was die Kühlanforderungen erheblich erleichtern könnte. Für Quantencomputer mit Ionenfallen würden sich die Kühlkosten um etwa 21 % senken, und mit der gleichen Energiemenge ließen sich rund 30 % mehr Qubits betreiben, als in Rechenzentren am Boden.

Damit die Nutzer auf die in der Stratosphäre geparkten Quantenrechner zugreifen können, wird vorgeschlagen, Daten über atmosphärische Lichtkommunikation zur Erde zu schicken. Als Backup bei Bewölkung kämen Funkverbindungen in Frage. Zudem können die Plattformen flexibel bewegt und je nach Bedarf vernetzt werden, was eine ,dynamische Flotte’ global verfügbarer, skalierbarer Quantenrechner ergeben würde.

Die QC-HAP-Konzeption ist vorerst nur ein Vorschlag, weshalb der nächste Schritt darin besteht, zu implementierungsorientierten Studien überzugehen. Außerdem sind vor einer Umsetzung noch erhebliche technologische Fortschritte nötig: vor allem robuste Quanten-Hardware, zuverlässige Fehlerkorrekturmechanismen sowie stabile, effiziente optische Kommunikationssysteme.

Abschließend zu erwähnen ist, daß auch die Entwicklung konventioneller, d.h. nicht-solarer Blimps und Starrluftschiffe vorangeht, wie z.B. dem Pathfinder 1 der 2015 gegründeten kalifornischen Firma LTA Research, die vom Google-Mitbegründer Sergey Brin unterstützt wird.

Der ungebundene Erstflug des Hybrid-Luftschiffs mit einer Länge von 124 m und einem Durchmesser von 20 m, das durch zwei 150 kW Dieselgeneratoren und zwölf schwenkbare Elektromotoren angetrieben wird, findet im Oktober 2024 am NASA Ames Research Center in Kalifornien statt.

Bei dem Pathfinder 1 handelt es sich aber nur um ein Proof-of-Concept, erst mittelfristig ist ein Luftschiff namens Pathfinder 3 geplant, das 180 m lang sein wird. Die Firma beabsichtigt zudem, die Luftfahrzeuge, die eher als Frachttransporter und weniger zur Personenbeförderung gedacht sind, durch Solarzellen oder Wasserstoff-Brennstoffzellen zu erweitern, um damit das elektrische Antriebssystem zu betreiben. Falls es tatsächlich dazu kommt, wird dies in einem künftigen Update dokumentiert.

Und noch zwei Querverweise: Im Kapitel Muskelkraft stelle ich verschiedene, zumeist mittels Pedalen betriebene Kleinstluftschiffe vor. Und Luftschiffe, die als fliegende Windenergieanlagen eingesetzt werden sollen, behandle ich ausführlich im Kapitel Andere Windenergie-Systeme.

Als Nächstes geht es noch etwas höher hinaus - nämlich in den Weltraum, wo man ja auch gerne mobil sein möchte. Dabei werden zuerst die Sonnen- oder Solarsegel behandelt, die den Lichtdruck als Antriebsenergie nutzen, und anschließend diverse alternative und neue Antriebe betrachtet, die in der Raumfahrt Anwendung finden.

 

Weiter mit den Weltraum-Sonnensegeln...