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In 20 Tagen um die Welt

Den Ballon zu bauen, der im vergangenen Jahr zwei Piloten rund um den Globus trug, war eine Glanzleistung der Ingenieure. Ohne ein engagiertes Bodenteam und eine Portion Glück wäre aber auch dieser Versuch fehlgeschlagen.


Warum träumen Bergsteiger davon, als erste auf einem noch unbekannten Gipfel zu stehen? Warum versuchen andere, Rekorde aufzustellen? Das Streben nach dem Land jenseits der Grenze des Horizonts scheint dem Menschen zu eigen. In der Familie des Psychiaters Bertrand Piccard scheint diese Sehnsucht erblich: Sein Großvater, der schweizer Physiker Auguste Piccard (1884 – 1962) stieg 1931 gemeinsam mit Paul Kipfer als erster Mensch mit einem Ballon in die Stratosphäre auf und erreichte eine Höhe von fast 16 Kilometern, sein Vater, der Tiefseeforscher Jacques Piccard (geb. 1922) tauchte mit dem amerikanischen Marineleutnant Donald Walsh 1960 im Marianengraben in 10916 Meter Tiefe ab. Der Sohn seinerseits setzte alles daran, einen Wettbewerb zu gewinnen, an dem Jules Vernes Held Phileas Fogg in dessen Roman "In achtzig Tagen um die Welt" seine helle Freude gehabt hätte: Mit einem Ballon nonstop um den Globus zu segeln.

Schon 1978 gelang Aeronauten die Überquerung des Atlantiks – mit einem Ballon – und nur drei Jahre später die des Pazifiks. Es folgten Kontinentüberquerungen und Geschwindigkeitsrekorde (1991 erreichten Richard Branson und Per Lindstrand mit einem Heißluftballon bis zu 400 Kilometer pro Stunde auf einem Flug über den Pazifik). Im Jahre 1997 schrieb das Brauerei-Unternehmen Anheuser-Busch den Budweiser-Cup aus: Eine Million Dollar warteten auf denjenigen, dem als erstem die Erdumrundung gelänge.

Schon zwei Jahre später, allerdings nach einigen Fehlschlägen, konnten Bertrand Picard und Brian Jones mit ihrem Breitling Orbiter 3 das Preisgeld einstreichen (die Hälfte davon geht laut Reglement an eine gemeinnützige Organisation nach Wahl der Sieger).

Als technische Errungenschaft rangiert ein Ballon zwar weit hinter etwa einer Mondlandefähre oder einem Düsenjet, jedoch weit vor den landläufigen Heißluft- und Gasballonen. Ein typischer Sportballon ist 18 Meter hoch und faßt 2550 Kubikmeter Gas. Das wird von einem Brenner erhitzt; die mitgeführte Menge an Propangas reicht aus, um sich bedächtig bis zu zwei Stunden von den gerade vorherrschenden Winden treiben zu lassen. Bei sogenannten Langflug-Ballons beschränkt der mitführbare Ballast die Flugdauer auf vier bis acht Tage, denn jede Nacht müssen die Aeronauten zwischen zehn und zwanzig Prozent davon abwerfen, um den abnehmenden Auftrieb der sich nachts abkühlenden Gasfüllung auszugleichen.

Eine Reise rund um den Globus bedeutet: mindestens 38600 Kilometer Flugstrecke und je nach Windbedingungen bis zu drei Wochen Flugdauer. Um einen entsprechenden Ballon zu konstruieren, machten die Ingenieure Anleihen in der frühen Geschichte der Ballonfahrt. Im November des Jahres 1783 waren Pilâtre de Rozier (1754–1785) und der Marquis d’Arlandes als erste Piloten mit dem Heißluftballon der Gebrüder Montgolfier aufgestiegen, wenige Tage danach ihr Landsmann Jacques Charles in einem Ballon mit Wasserstofffüllung. Nur 18 Monate später versuchte Rozier den Ärmelkanal mit einem Hybridballon zu überqueren, einer Mischung aus Heißluft- und Wasserstoffgasballon. Der Ballon fing Feuer, der Pionier kam ums Leben.

Dennoch schätzte der britsche Luftfahrt-Ingenieur Don Cameron, ein führender Hersteller von Sportballonen, diesen Ansatz für zukunftsträchtig, ermöglicht er doch, ohne Treibstoffverbrauch Auftrieb zu erzeugen. Natürlich kommt nicht der feuergefährliche Wasserstoff, sondern Helium dafür in Frage. Gelingt es, das Gas Tag und Nacht auf der gleichen Temperatur zu halten, bleibt der Ballon lange in der Luft.

Camerons sogenanntes Rozier-Design umfaßt eine Helium-Zelle, darunter ein durch Propan erhitzter Luftraum. Um aufzusteigen, wird der erwärmt und heizt seinerseits die Heliumfüllung. Die äußere Hülle des Ballons besteht dabei aus zwei Lagen, die eingeschlossene Luftschicht veringert den Wärmeverlust nachts um bis zu 50 Prozent. Tagsüber läßt die Sonne das Helium expandieren. Solargetriebene Propeller blasen dann im Bedarfsfall kalte Umgebungsluft ins Innere. Das Konzept hat sich bewährt – die meisten der Langzeit- und Distanzflüge nutzten solche "Rozier" der Cameron-Werke, zuletzt der Breitling Orbiter 3.

Unterhalb des Ballonhüllen-Komplexes ist die Gondel angehängt, die den Ballonfahrern in etwa den gleichen Komfort wie eine Raumkapsel bietet, mit Schlafquartier, Verpflegungsstation, Toilette und Lebenserhaltungssystem. Beim erfolgreichen Breitling Orbiter 3 ist sie als luftdicht verschlossener Zylinder mit einer Länge von 5,5 und einem Durchmesser von 2,75 Metern ausgeführt, als Werkstoffe kamen Kevlar und Carbonfaser-Verbund zum Einsatz.

Um die Welt zu umrunden, mußte sich der Ballon in 6000 bis 15000 Metern Höhe von dem mehr als 115 Kilometer pro Stunde schnellen Jetstream treiben lassen. Dort oben herrschen unwirtliche Bedingungen: Die Temperaturen liegen um die minus 56 Grad Celsius, der Luftdruck beträgt nur noch etwa die Hälfte bis ein Achtel des Wertes auf Meereshöhe (er halbiert sich ungefähr alle 5,5 Kilometer). Doch in der Gondel herrscht wie in modernen Passagierflugzeugen ein Luftdruck wie in 2500 Höhenmetern. Erreicht der Orbiter diese Höhe, wird dazu die Kapsel hermetisch abgeschlossen. Sauerstofftanks stellen nun die Luftzufuhr sicher, Lithium-Filter binden das ausgeatmete Kohlendioxid.

Zwei VHF-Band Funkgeräte sowie zwei HF-Kurzwellen-Empfänger stellen die Kommunikation mit der jeweiligen Luftraumüberwachung sicher, Inmarsat-Satellitenverbindungen die mit dem Bodenteam in Genf. Drei redundante GPS-Receiver dienen der Navigation. Hinzu kommen Höhenmesser, Velocimeter für Aufstiegs- beziehungsweise Sinkgeschwindigkeit sowie Kontrollinstrumente für den Propangasbrenner.

Der technische Aufwand schafft aber nur die Voraussetzung der schieren Machbarkeit, ohne günstige Winde bleibt das Bemühen der Ingenieure und das eingesetzte Kapital des Sponsors – Breitling baut hochwertige Armbanduhren – vergeblich. Die beste Zeit für solche Langstreckenvorhaben ist auf der nördlichen Hemisphäre der Winter, denn die Polarfront sorgt dafür, daß der Jetstream, der in den genannten Höhen zwischen Warm- und Kaltfront jagt, stärker, aber auch gleichmäßiger und verläßlicher in Richtung und Geschwindigkeit fließt. Ein halbes Dutzend von Gruppen hatte sich schon an der Erdumrundung versucht, und das oft mehrfach und unter Lebensgefahr. So zerriß der Ballon von Steve Fossett 1998 in 8800 Meter Höhe in einem Gewitter; wie durch ein Wunder überlebte der Pilot den Sturz.

Auch Piccards Versuch war nicht der erste: 1997 mußten er und sein Kopilot nach nur sechs Stunden im Mittelmeer notlanden, weil eine Brennstoffleitung geplatzt war und Kerosin in die Kabine lief. Im Jahr darauf verweigerte die chinesische Regierung das Überfliegen ihres Hoheitsgebietes. Auch 1999 gelang es nur durch die Expertise der Meteorologen im Bodenteam, günstige Winde zu finden, um etwa in dem von China vorgeschriebenen Luftkorridor zu bleiben. Nach 19 Tagen, 21 Stunden und 47 Minuten beendete der Orbiter seine 42714 Kilometer lange Reise in Ägypten.

Literaturhinweise


Himmelfahrten. Die Anfänge der Aeronautik. Von Michael Stoffregen-Büller. Physik-Verlag, Weinheim, 1983.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 2000, Seite 87
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 2000

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 2000

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