载人太阳能环球飞行首获成功，全靠 2 个疯子 14 年的坚持不懈
驾驶飞机，围着地球飞一圈，却不用一滴燃料。这个“天方夜谭”终于在今天变成了现实！
当地时间 2016 年 7 月 26 日凌晨 4 点，飞行员 Bertrand Piccard 驾驶着阳光动力 2 号（Solar Impulse 2）降落在阿联酋首都阿布扎比，完成了人类历史上首次没有使用一滴化石燃料、完全依靠太阳能的载人环球飞行。
用实践证明——传统能源可以做到的事，太阳能同样可以。
在场的地勤人员都在欢呼雀跃，远在摩纳哥的地勤总部也已是一片沸腾。尽管这时飞机还在滑行中， Piccard 的飞行员搭档 André Borschberg，一直跟随着飞机，紧紧地握着 Piccard 的手。
远在美国的联合国秘书长潘基文也通过 Twitter 祝贺他们：
你们的旅程也许就要结束了，但是驶向可持续发展的旅程才刚刚开始，你们正在帮助我们飞向未来。
他们 2015 年 3 月 9 日起飞，行程跨越 4 个大洲，总计 17 段飞行；累计里程 43041 公里，共飞行约 558 小时，总计约在天上待了 23 天，共使用太阳能 11655 千瓦时。
让人不禁想起了经典科幻小说《80 天环游地球》中的情节。
但你也许不知道的是，为了这历时一年多的飞行，背后是两个疯子，靠着一腔热血，从零开始构建起的一个推动人类新能源发展的工程，他们最终用了 14 年的艰辛才换来成功。
所以他们是怎么完成这项伟大计划的呢？
1 个疯狂的点子，14 年，换来 1.7 亿投资
让我们先来介绍一下实现这一“创举”的两个疯子——瑞士人 André Borschberg 和 Bertrand Piccard 。
他们既是这架飞机的飞行员，也是计划背后的“阳光动力”公司的创始人。Borschberg 任这家公司的 CEO，Piccard 是董事长。
“坐着太阳能飞机环绕地球”——这个伟大的计划源于 Piccard 脑袋里的一个设想。
Piccard 祖孙三代都是冒险家。其祖父是人类第一个上升到恒温层，看到球体状地球的人；他的父亲则致力于保护海洋，曾潜下马里亚纳海沟，是当时人类有史以来下潜最深的人。
1999 年，作为冒险家的他完成了人类历史上首次不间断热气球环球飞行，整个旅程烧掉了约 3.7 吨丙烷。感到悔恨的 Piccard 暗暗告诉自己，一定要再环球一周，但将不用一滴化石燃料。
之后，Piccard 走遍瑞士和美国寻找太阳能飞行方案，但屡屡碰壁。直到 2002 年，瑞士洛桑联邦理工学院开始调查其方案可行性，并将项目委托给 André Borschberg。
Borschberg 是麻省理工学院的工程学高材生，做过风险投资，做过职业经理人。他不光是一名连续创业者，还曾是战斗机飞行员。
回忆和 Piccard 的相遇，他说：
那一刻，我知道我的梦想就要成真了，我终于可以把我的创业经历、对飞行和科技创新的热爱结合起来。
但是，没有技术，没有资金，而背后又是一脸嘲讽的航空业，他们需要从零做起。
2002 年 11 月，他们用 PPT 和一腔热血向世界宣布了这个疯狂的想法。
当时并未有人理睬他们，直到 2004 年，几家关心环保的科技公司：Solvay、Omega、Semper、Altran 才开始与其建立合作伙伴关系，希望借这个机会为自己的企业进行宣传。技术、资金、人才终于开始涌进年轻的阳光动力公司。
随着核心团队组建完成，他们开始了实验的第一步。
- 2009 年 9 月 26 日，阳光动力 1 号发布；
- 2010 年进行了第一次夜航；
- 2011 受欧盟委员会之邀飞往布鲁塞尔，并前往巴黎参加航展；
- 2012 年跨越地中海，到达摩洛哥；
- 2013 年 5600 公里横穿美国。
随之而来的是更多的参与者。Bayer、Google、ABB 等公司的加入，直接催生出了“阳光动力 2 号”，成为其前辈的继任者。
到 2015 年，这家公司已总共与超过 60 家公司建立合作关系，共募得资金 1.7 亿美元。
但有意思的是，十几年来，这兄弟俩竟没有从中拿过一笔工资。
而且不止这两个人，就连他们所创建的公司也并不以营利作为目的。 Piccard 在公司的宣言中写道：
我们希望阳光动力可以为世界的可再生能源发展做出贡献，让人们意识到清洁能源科技对可持续发展的作用。我们要动员每个人的热情，减少对化石燃料的依赖，增加对新能源的信心。
全球最顶尖太阳能航天器，靠的却是“东拼西凑”
阳光动力并不是世界上第一款太阳能飞行器，类似的实验从 1978 年就已经出现了，但这确实是世界上第一个能做到昼夜持续飞行的太阳能飞机。
为了做到这一点，工程师们要从 3 个角度考虑问题：重量、功率、供能。
为了减轻重量，机身与座舱采用碳纤维和蜂窝状聚氨酯泡沫叠加的复合材料。同时，为了增强飞机应对极端天气的能力，工程师们还使用一种高分子膜（一种树脂材料）保护电池板和关键部件，同时用碳纤维材料在机翼下架设了许多横梁。
最终的结果是，这架飞机大小堪比波音 747 客机，重量却与一辆家用轿车相仿。
极轻的机身还带来了其他方面的优势：其电池容量比上一代多出 1/3。此外，其能量转化效率仅比标准的热力发动机低约 3%，是太阳能航空的巅峰。
发动机性能方面，阳光动力 2 号共装有 4 个发动机。它们加起来平均功率有 11 千瓦，相当于一辆小摩托车，而其最高功率可达约 51 千瓦。这样的发动机性能可以使阳光动力 2 号基本保持一辆汽车的速度（36 km/h – 140 km/h）。
供能则是最关键的问题。这架飞机装有 17248 块太阳能电池板，不只能为发动机直接供能，还能为其装载的 600 公斤锂电池充电。飞行员必须确保 4 组电池在每天入夜前处于 100% 满电状态，以保证夜间飞行。
为了保证效率最大化，阳光动力 2 号每天都需要经历一个爬升与下降的周期。
每天 10 点左右，发动机全速运转将飞机推上约 9000 米的高空，让电池板最大限度地接收阳光。6 点左右，再让飞机下降至 1500 米，在这个高度，发动机所需电量最小。
在上下跃动中，它飞出了心跳一般的美丽轨迹。
但是这种设定需要驾驶员每天都挑战身体的极限。由于驾驶舱不能调节气压与温度，他们相当于每天要爬一次珠穆朗玛峰。
这么复杂的工程，完全在两兄弟的能力之外，也并非能通过招募工程师轻易解决。为了造出梦想中的飞机，他们最终选择了借助外力。
根据其官网，在这项环球飞行中出过力的企业多达 48 家。
其中，Solvay 公司负责了飞机的电池、发动机和电池板上的高分子保护材料，并与 Covestro 以及 Decision 合作，共同提供机身材料的解决方案。Omega 提供了 LED 灯，以及智能电力调度系统。
他们的电池板来自 SunPower 公司，食物来自雀巢，Bayer 提供了高分子防雾玻璃，Google 负责整个计划的宣传……
Piccard 在一篇博客上解释到：
我们不需要赞助商，只寻找合作伙伴。赞助商只在乎自己企业的曝光度和经济上的回报，合作伙伴则是整个团队的一份子，他们会参与进来，推进整个冒险。他们所带来的不只是钱，还有技术。
所以，这个项目实质上变成了由 Piccard 和 Borschberg 牵头，靠从各合作公司拿资源拼凑起来的“百家饭”。各大企业则把这看做一个重塑公司企业形象的机会，争相把巨大的 Logo 贴在机身上，并跟随整个团队在世界各地做演讲。
这对阳光动力和众多合作公司来说，是个多赢的方案。
云上的日子
由于机舱仅 3.8 立方米，只能容纳一人，飞行员要独自在机上度过漫长的时光，并与地勤保持联系。
地勤团队的大部分成员要随机周游世界，但有 9 人在摩纳哥统筹全局，监控如卫星通讯、飞机及驾驶员状态、云量、风、气象状况等。他们的信息直接影响飞行员的决策。
你可能会疑惑，Piccard 和 Borschberg 每天的吃喝拉撒睡都是怎么完成的呢？
先说睡眠。由于飞机不支持全自动驾驶，他们不能长时间睡眠，对飞机放任不管。因此，他们每天会睡 6 到 8 个长约 20 分钟的觉。
蜷缩在狭小的空间里，想活动一下都变得异常困难，唯一能做的是把椅子放平，做做拉伸运动。
在吃的方面，有来自雀巢的速热方便食品，只需要加入少许水，食物就可以自动加热。
当然了，在机舱内长达几天，必须要解决如厕问题。对此，工程师 Brain 绞尽脑汁，最后想出把排泄物装回空矿泉水瓶的方法。
除了这些生活必须外，天上的生活是枯燥乏味的，他们最多只能写写博客，用 GoPro 拍拍视频。
天上的枯燥与陆地上热闹的庆祝形成鲜明对比，每次降落，迎接二人的是盛大的庆祝、鲜花和掌声。
2015 年 3 月 29 日，Piccard 飞抵重庆。Piccard 一直希望阳光动力 2 号可以去中国，因为这个国家的空气污染问题已经非常严重。最终，在一位中国朋友的帮助下，阳光动力 2 号在中国停留的计划得到了政府的认可。
一下飞机， Piccard 就受到长枪短炮的包围。
约 1 个月后，Piccard 沿着长江一路向东，到达南京。
本次旅程中最传奇的经历要数名古屋到夏威夷的 5 天 5 夜。Borschberg 的这次长达 117 小时的飞行创造了人类的历史。
Borschberg 说，飞越太平洋给了他很多新的思考。他想到了几千年前波利尼西亚人的航海，他们不用借助任何科技，只需要和自然相交流，风云、潮水和星象会告诉他们方向。
当我靠近夏威夷时，第一声无线电波打破了 4 天来的寂静，虽然我还看不见岛，但是我知道它不远了，这就像古人在靠近岛屿时看到第一只鸟一样兴奋。
我们现在太过于依赖科技了，失去了那些千百年来与自然沟通的技巧。现在我们要让科技为人类创造更大价值，并与自然和谐相处。
由于在这次行程中出现了电池过热的情况，Borschberg 决定中止飞行，解决技术问题。这一停， 就到了 10 个月后的 2016 年春季。“毕竟这不是和时间赛跑，而是为了向世界证明这件事是可行的”，Borschberg 说。
而他们在这段时间也没有闲着。两个飞行员参加了在巴黎举办的气候变化大会，为各国首脑带来了清洁能源应用最鲜活的实例。
两个疯子的执念，乘着太阳，飞向未来
从夏威夷出发后，阳光动力 2 号一路顺风顺水，他们飞跃了金门大桥，掠过自由女神像头顶，横跨大西洋、地中海，又飞过金字塔群。
在距离阿布扎比还剩最后一程时，有人问 Borschberg：环球飞行之后你要去做什么？
Borschberg 表示，这是一个他不愿去想的问题。相比之下，他似乎更愿意谈这次环球飞行对人类未来的意义。对此，他提出了两点：
- 航天航空领域会更关注电力科技，考虑到电力发动机的能量损失更少，我们可以期待在未来看到 NASA 和空中客车开始研制电力驱动技术。
- 阳光动力 2 号证明阳光可以为飞行提供不间断的持久动力。不久之后我们可能会看到在平流层不间断工作的无人机。
在谈到阳光动力 2 号未来的命运时，他表示，其设计寿命还有约 1300 小时，这架传奇的飞机会被用来测试更多太阳能技术，并用来研制太阳能无人机。
对于太阳能航空的未来，Piccard 也发表了自己的看法。他认为，尽管现在还没有掌握类似技术，但是他对太阳能飞机未来投身商用领域表示乐观。
同时，他也看好电力驱动航天器的未来，并预言十年后，电力驱动的飞机将会被应用在民航领域。
尽管 Piccard 和 Borschberg 都不知道清楚未来要去做什么。但有一点可以确定，他们的冒险不会终结。
在阳光动力 2 号上，长期保存着一面旗帜，这是“探险家俱乐部（Explorers Club）”的旗帜。自 1904 年创办以来，这个组织吸纳各种冒险家，是宣传环保理念与可持续发展的重要力量。
充满冒险精神的 Piccard 祖孙三代自然都是会员，Borschberg 也在 2013 年由于阳光动力 1 号的冒险成为了会员。
这面旗帜至今的存世量也只有 202 面，南北极、亚马逊丛林、世界最高的山峰和最深的峡谷都曾出现它的身影。但这面充满历史感的旗帜放在阳光动力 2 号的机舱中并不显得突兀，反倒是象征着一种愈发稀缺的冒险者精神。
如果你正走在一条开创未来的路上，充满挫折，更不被理解，请你为自己鼓掌。因为——“这个世界需要你，需要如这两个疯子一样的伟大开拓者。”
题图来自：This Wonderful World
消息、图片来自：Solar Impulse
