In de vroege uurtjes van 26 juli 2016 landde Solar Impulse 2 in enthousiaste menigten en camera's in Abu Dhabi. Na 14 maanden reizen en 550 uur in de lucht had het vliegtuig bereikt wat velen onmogelijk achtten: 25.000 mijl over de wereld reizen - over vier continenten, twee oceanen en drie zeeën - zonder een druppel vloeibare brandstof. De levendige stralen van de zon leverden de enige kracht van het vaartuig.
Nu duikt een nieuwe NOVA-documentaire, The Impossible Flight, die vanavond op PBS wordt uitgezonden, in op zowel de uitdagingen als de triomfen van het voltooien van deze aangrijpende reis over de hele wereld, waardoor het publiek een voorproefje krijgt van de passie die het Solar Impulse-team heeft voortgedreven, en hun stijgende lijn optimisme over de toekomst van energie.
Solar Impulse is het geesteskind van Bertrand Piccard, een psychiater en ontdekkingsreiziger die op het idee kwam na zijn non-stop rondje 1999 in een luchtballon. Tijdens die onderneming zag hij zijn brandstofniveau dag na dag dalen, zich zorgen makend of hij genoeg zou hebben, waardoor hij zich afvroeg of er een betere manier was. Uiteindelijk kwam hij erachter: brandstof verliezen.
Piccard reikte potentiële partners in de luchtvaartindustrie aan, maar ondervond weerstand. "Iedereen zei dat het onmogelijk was, " zegt hij. "[Ze] zeiden dat ik gewoon droomde." Om voldoende zonnepanelen te hebben om zijn propellers van stroom te voorzien, zou het vliegtuig enorm moeten zijn - maar tegelijkertijd extreem licht.
Dus wendde Piccard zich tot het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, waar hij contact maakte met André Borschberg, een ingenieur en ondernemer die een opleiding tot piloot bij de Zwitserse luchtmacht volgde. Borschberg was adviseur voor het instituut (dat hij omschrijft als "Het MIT van Zwitserland") en was geïntrigeerd door het idee van Piccard. Het paar kondigde het project officieel aan in 2003.
"Wanneer je officieel aankondigt", zegt Borschberg, "is er geen weg terug. En dat is wat we de komende 13 jaar hebben gedaan." Het duo reikte investeerders, ingenieurs, industriële partners en meer uit om het vliegtuig te ontwikkelen. Elk onderdeel werd getest en geoptimaliseerd, tot en met de lijm die de koolstofvezelstructuur bindt.
Het resultaat van al dit werk, Solar Impulse 2, is zeker een technisch hoogstandje. Het vliegtuig heeft een spanwijdte groter dan een B-747 jumbojet, maar weegt slechts ongeveer 5000 pond, wat vergelijkbaar is met een gemiddelde gezinsauto. Maar liefst 17.248 fotovoltaïsche zonnecellen - elk ongeveer de dikte van een mensenhaar - bedekken de delicate vleugels en romp. Deze cellen koesteren zich in het zonlicht en laden de vier lithiumbatterijen van het vliegtuig op om de propellers door de donkere nachtelijke uren te laten draaien.
Solar Impuls stijgt over de Golden Gate Bridge in Californië. (Solar Impuls) 
Solar Impulse vliegt over de Egyptische piramides. Het vliegtuig landde in Caïro voordat het vertrok naar de laatste etappe van de reis. (Jean Revillard) 
Solar Impulse landt in New York City. (Solar Impuls) 
De zonne-impuls zweeft boven het water tijdens de tweede testvlucht van het vliegtuig. (Jean Revillard) 
Andre Borschberg en Bertrand Piccard, mede-oprichters van Solar Impulse, wisselden de 17 benen van de reis af. (Jean Revillard) 
Solar Impulse werd geaard voor reparaties in Hawaii nadat de batterijen oververhit waren geraakt tijdens zijn vijfdaagse vlucht over de Stille Oceaan. (Jean Revillard) Piccard en Borschberg ruilden het vliegtuig in voor de 17 benen van de onderneming. Ze sliepen alleen in korte intervallen om aan de eisen van het vliegtuig te voldoen. Zijn vleugels konden niet meer dan vijf graden kantelen, anders zou het vaartuig ongecontroleerd kunnen draaien dankzij zijn lage gewicht en grote formaat. Deze luchtige constructie betekende ook dat zelfs een kleine plek met slecht weer of wind het vliegtuig gemakkelijk uit de koers zou slaan.
Zoals de documentaire details, werd het weer de grootste vijand van het team. Omdat het vliegtuig op een bochtig pad reist - overdag naar bijna 30.000 voet hoogte klimt maar 's nachts langzaam afdaalt naar ongeveer 5.000 voet om energie te besparen - moet het team wind, vochtigheid en temperatuur op meerdere hoogtes voorspellen. En het wervelende weersysteem evolueert en verandert voortdurend. De weersomstandigheden vertraagden hun vertrek uit China, waardoor het team later werd gedwongen hun eerste Pacific-overtocht af te breken en in Japan te landen. Maar toen begon er meer slecht weer over de Stille Oceaan te draaien, wat twee geannuleerde vertrekken veroorzaakte.
De spanningen liepen op toen het schema voortdurend werd teruggeschroefd - maar de bemanning was zich ook goed bewust van de gevolgen van het doorsteken van weersomstandigheden of technische problemen. "Als er een storing is, is er daar een persoon", zegt een van de teamleden in de documentaire.
Hoewel er veel hobbels onderweg waren, hielpen de sterke overtuigingen van het Solar Impulse-team hen om deze uitdagingen aan te gaan. "Ik heb nooit het vertrouwen verloren in wat we deden", zegt Borschberg. "Er was iets dat me altijd vertelde dat er ergens een oplossing was. Het kostte meer tijd, het kostte meer moeite, zeker ... maar uiteindelijk vinden we altijd een manier."
Maar een vliegtuig kan niet alleen op veroordelingen vliegen. Creativiteit, en denken buiten de luchtvaartindustrie, was ook van vitaal belang voor hun succes, zegt Piccard. Veel luchtvaartexperts leken beperkt te zijn in hun denken, verblind door eerdere ervaringen met het bouwen van een vliegmachine. In plaats daarvan wendde het duo zich tot scheepswerven, chemische bedrijven en meer om potentiële materialen en oplossingen voor hun vliegtuigen te zoeken. De ultradunne koolstofvezel waaruit het vliegtuig bestaat, is bijvoorbeeld gemaakt door hetzelfde bedrijf dat rompen produceert voor de slanke zeilboten die het Europese Alinghi-team in de America's Cup racet.
"We konden geen nieuwe zonnecellen, nieuwe batterijen, nieuwe motoren ontwikkelen", zegt Borschberg, en merkte op dat er gewoon geen tijd was om elke gebruikte technologie te heroverwegen. In plaats daarvan vonden ze de allernieuwste oplossingen die ze al hadden voor hergebruik, zegt hij.
"Ik denk zeker dat het een behoorlijk indrukwekkende technische prestatie is, " vertelde Craig Steeves, associate director van het University of Toronto Institute for Aerospace Studies, aan Christina Nunez van National Geographic na afloop van de reis van Solar Impulse. "Ze zijn behoorlijk ver vooruit op een pad dat de ruimtevaartindustrie zou willen gaan."
Toch voegen Piccard en Borschberg snel toe dat opties op zonne-energie niet snel naar commerciële luchtvaartmaatschappijen gaan. Solar Impulse 2 - en zijn voorganger, Solar Impulse 1 - kon slechts één persoon (de piloot) in de onverwarmde en drukloze cockpit van de koelkast houden; zijn enkele stoel doet ook dienst als toilet. Het vliegtuig is ook verrassend langzaam, met een gemiddelde van 30 mijl per uur om energiebesparingen te maximaliseren.
"Het was nooit een doel op zich", zegt Piccard over het vliegtuig. "Solar Impulse was de symbolische manier om aan te tonen dat je deze technologie kunt gebruiken voor een groot avontuur waarvan iedereen dacht dat het onmogelijk was." Met andere woorden, het doel van de vlucht was niet noodzakelijkerwijs om het gebied van de luchtvaart te stimuleren, maar om de verbeelding te stimuleren.
Maar door zich aan deze grenzen te houden, heeft het Solar Impulse-team belangrijke bijdragen aan de luchtvaart geleverd. Veel luchtvaartbedrijven - waaronder AirBus, Boeing en Siemens - hebben onlangs ontwikkelingsprojecten aangekondigd voor elektrische of hybride systemen om de uitstoot van toekomstige vluchten te verminderen. Terwijl sommige van deze inspanningen begonnen voordat Solar Impulse de lucht in ging, trok de reis de aandacht en inspiratie op het ontluikende veld. "Het was heel grappig om te zien dat de ingenieurs die in de industrie werkzaam waren lachten toen ik het project startte", zegt Piccard. "Maar nu werken dezelfde ingenieurs aan programma's voor elektrische vliegtuigen."
Hoewel zonne-energie onpraktisch blijft voor deze ondernemingen, legt Piccard uit, kunnen de batterijen vóór vertrek op het net worden opgeladen. Maar die technologieën vereisen waarschijnlijk nog tientallen jaren van testen en ontwikkelen om op commerciële schaal te bereiken, volgens Peter Wilson, een professor in elektronica en systeemtechniek aan de Universiteit van Bath. Een van de primaire beperkingen van deze vluchten is batterijopslag, schreef hij voor The Conversation in 2015.
Enkele van de grootste gevolgen van Solar Impulse zijn misschien te vinden op de grond. Volgens Piccard en Borschberg heeft de vlucht de disciplineoverschrijdende vooruitgang in veel industrieën gestimuleerd. Het materiaalontwikkelingsbedrijf Covestro, een partner van Solar Impulse, past de ultra-laaggewicht, hoogwaardige cockpit-isolatie aan voor efficiëntere koelkasten. Volgens Piccard is een startend bedrijf in India ook van plan om de hoogrenderende motoren van het vliegtuig te gebruiken in plafondventilatoren die 75 procent minder elektriciteit verbruiken.
Maar nu het is gezegd en gedaan, is Piccard klaar voor zijn volgende stappen. "Nu moeten we natuurlijk doorgaan", zegt hij. "Succes is er niet om in de leunstoel te zitten en ervan te genieten. Succes is er om de volgende stap te maken."
In november 2017 lanceerden Piccard en zijn bemanning de World Alliance for Efficient Solutions, met als taak investeerders en overheden te verbinden met 1.000 innovatieve oplossingen die winstgevend en milieuvriendelijk zijn.
"Heel vaak slagen de bescherming van het milieu aan de ene kant en de industrie aan de andere kant er niet in een gemeenschappelijke taal te vinden", zegt Piccard. Hij hoopt dat het project met 1000 oplossingen het platform biedt voor die gesprekken.
En hoewel deze fase minder dramatisch is, hoopt Piccard dat de documentaire de schoonheid en het drama van Solar Impulse in de harten van zijn publiek zal helpen cementeren en hen zal inspireren om hun geest open te houden naarmate de technologie vordert.
Het optimisme van beide piloten over de toekomst van energie is zeker aanstekelijk en hun passie voor Solar Impulse is voelbaar. Terwijl Borschberg het gesprek beëindigt, beschrijft hij zijn ervaring die boven de wolken zweeft. "Het is absoluut prachtig om daar te zijn, het is een geschenk, " zegt hij. "Je kijkt naar de vleugels, je kijkt naar de zon boven je en je begint te begrijpen dat alleen de zonnestralen die op de vleugels vallen voldoende zijn om je te maken vlieg."
"Het is echt indrukwekkend, " voegt hij eraan toe. "Het geeft je vertrouwen in dit soort technologie."
De twee uur durende première van The Impossible Flight wordt op 31 januari 2018 uitgezonden om 21.00 uur ET op PBS.
