Ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforscht und entwickelt ein unbemanntes und solarbetriebenes Stratosphärenflugzeug für zukünftige wissenschaftliche Experimente. HAP alpha soll nächstes Jahr fliegen.
HAP alpha soll mit fünf Kilogramm Nutzlast auf 20 Kilometer Flughöhe aufsteigen, dort allerdings noch nicht für längere Zeit stationiert werden können. Die Plattform ist robust und modular aufgebaut, so dass sie leicht angepasst und modifiziert werden kann.
Ihre Spannweite von 27 Metern entspricht bereits der einer dauerflugfähigen Variante. Das Gesamtgewicht der Struktur beträgt 36 Kilogramm. "Das für die Größe geringe Gewicht erreichen wir durch extremen Leichtbau mit kohlefaserverstärkten Kunststoffen", erklärt Florian Nikodem vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik. "Hauptholm, Rumpf und Leitwerksholme bestehen aus gewickelten CFK-Rundrohren. Diese sind sehr leicht und trotzdem stabil."
Tests zunächst in Cochstedt
Ende 2022 soll HAP alpha zum ersten Mal abheben. Dabei sind zunächst Testflüge in niedriger Höhe über dem Gelände des Nationalen Erprobungszentrums für unbemannte Luftfahrzeuge in Cochstedt geplant. Die Flughöhe wird dort einige Hundert Meter betragen.
Nach erfolgreichen Tests in niedriger Höhe wird HAP alpha in weiteren Höhenflugkampagnen nach und nach die Zielhöhe von 20 Kilometern erfliegen. "Anders als bei den ersten Erprobungsflügen in Cochstedt, bei denen die eigentliche Versuchsdauer nur wenige Stunden betragen wird, kann ein Höhenflug aufgrund der langsamen Fluggeschwindigkeit der HAP bis zu 24 Stunden dauern, auch wenn sich die Plattform nur etwa zwei Stunden auf 20 Kilometern Höhe aufhält", erklärt Nikodem die Herausforderung zukünftiger Versuche. Dafür muss das Team mehrere Crews und deren Wechsel im Schichtbetrieb trainieren.
Drei Nutzlasten werden bei HAP alpha verwendet
Es ist aber nicht allein der solargetriebene, unbemannte Demonstrator, den das Team im Projekt entwickelt. Auch eine Bodenstation, die operationellen Prozeduren und drei Nutzlasten, die von der Plattform getragen werden, sind Teil der wissenschaftlichen Forschungen.
In der mobilen Bodenstation koordinieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Missionen und den Datenempfang. Sie ist in transportablen Containern angelegt und soll auf mehr als 100 Kilometer Entfernung Daten mit der HAP austauschen können.
Die drei Nutzlasten, darunter das hochauflösende Kamerasystem MACS-HAP (Modular Aerial Camera System-High Altitude Platform) und das Radar System HAPSAR (High Altitude Platform Synthetic Aperture Radar), bieten eine Vielzahl von zukünftigen Einsatzmöglichkeiten.
Insgesamt 17 DLR-Institute aus den Bereichen Luftfahrt, Raumfahrt, und Sicherheit arbeiten unter der Leitung des Braunschweiger Instituts für Flugsystemtechnik zusammen an HAP alpha.
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