27 m Spannweite, nur 138 kg: DLR-Solarflugzeug hebt erstmals ab
HAP-alpha hebt erstmals ab. Das ungewöhnliche Solarflugzeug des DLR soll künftig in der Stratosphäre Erdbeobachtungstechnik erproben.
Das DLR-Solarflugzeug HAP-alpha hat seinen Erstflug geschafft. Die 138 kg leichte Plattform soll später bis auf 20 km Höhe steigen.
Foto: DLR/ Leon Jakobs
27 m Spannweite, aber nur 138 kg schwer: Das Forschungsflugzeug HAP-alpha des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat seinen Jungfernflug geschafft. Noch blieb die ungewöhnliche Maschine dicht über dem Boden. Später soll sie bis in die untere Stratosphäre steigen – und dort Kameras, Radar und neue Technologien für hochfliegende Plattformen erproben.
Am 2. September 2026 hob HAP-alpha am Flughafen Magdeburg/Cochstedt erstmals ab. Rund 70 min blieb das unbemannte Flugzeug in der Luft und erreichte maximal 180 m über Grund.
Höher sollte es bei diesem ersten Versuch nicht gehen. Das Team flog vorgegebene Manöver mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Höhen. Die dabei gewonnenen Messdaten sollen zeigen, wie gut die zuvor berechneten flugdynamischen Modelle das reale Flugzeug beschreiben.
Gesteuert wurde HAP-alpha von einem Remote-Piloten im mehrere hundert Meter entfernten Missionskontrollzentrum. Zusätzlich stand direkt am Rollfeld ein Sicherheitspilot bereit, der die Steuerung bei Problemen hätte übernehmen können.
Inhaltsverzeichnis
- Extreme Leichtbauweise
- Wenn sich der Flügel selbst aufschaukelt
- Ein Flugzeug ohne klassisches Fahrwerk
- Warum HAP-alpha auf 20 km steigen soll
- Kamera soll aus 20 km 15 cm auflösen
- Radar sieht auch ohne Tageslicht
- Andere Solarplattformen bleiben schon wochenlang oben
- Eigentlich sollte HAP-alpha schon 2022 fliegen
Extreme Leichtbauweise
Die ungewöhnlichsten Zahlen liefert HAP-alpha schon am Boden. Seine Spannweite beträgt 27 m. Das komplette Flugzeug wiegt trotzdem nur 138 kg. Der Flügel allein bringt bei 27 m Spannweite rund 40 kg auf die Waage.
Diese extreme Leichtbauweise ist kein Selbstzweck. HAP-alpha soll später mit Solarenergie in sehr großer Höhe fliegen. Eine geringe Masse reduziert den Leistungsbedarf. Das ist bei einem Solarflugzeug besonders wichtig, weil Energieversorgung, Antrieb, Steuerung und Nutzlast ebenfalls Gewicht mitbringen.
Der Preis dafür ist eine ausgesprochen flexible Konstruktion. Das zeigte sich bereits vor dem Erstflug. Das DLR wartete mehrere Wochen auf passende Wetterbedingungen. Für den Jungfernflug durfte die Windgeschwindigkeit höchstens 1 m/s erreichen, umgerechnet gerade einmal 3,6 km/h. Der Grund sind die langen und sehr leichten Tragflächen. Schon geringe Turbulenzen können sie stark verformen und Schwingungen anregen.
Wenn sich der Flügel selbst aufschaukelt
Eine wichtige Rolle spielt dabei die Aeroelastik. Sie beschreibt das Zusammenspiel zwischen aerodynamischen Kräften und einer verformbaren Flugzeugstruktur. Kritisch kann sogenanntes Flattern werden. Dabei koppeln sich Schwingungen der Struktur mit den Kräften der Luftströmung. Unter ungünstigen Bedingungen können sich die Bewegungen verstärken.
Bei HAP-alpha ist dieses Thema wegen der extrem leichten und hochelastischen Konstruktion besonders wichtig. Deshalb hatte das DLR bereits 2025 einen Standschwingungsversuch, einen sogenannten Ground Vibration Test, durchgeführt. Dabei versetzten elektromechanische Schwinger die Struktur gezielt in Bewegung. Sensoren erfassten deren dynamisches Verhalten.
Die Messwerte flossen anschließend in die Simulationsmodelle ein. Beim Erstflug überprüften Flugphysikerinnen, Flugphysiker sowie Fachleute für Strukturdynamik nun, wie sich das reale Flugzeug tatsächlich verhält.
Ein Flugzeug ohne klassisches Fahrwerk
Auch bei Start und Landung unterscheidet sich HAP-alpha von einem normalen Flugzeug. Ein konventionelles Fahrwerk würde Gewicht kosten, das während des Höhenflugs keinen Nutzen hätte.
Zum Start wird HAP-alpha deshalb von einem speziellen Anhänger getragen. Dessen Ausleger stützen die langen Tragflächen, solange noch kein aerodynamischer Auftrieb vorhanden ist. Eine vom DLR patentierte Mechanik hält das Flugzeug zunächst fest und gibt es frei, sobald der notwendige Anstellwinkel erreicht ist.
Bei der Landung setzt HAP-alpha auf Gleitkufen auf. Der elektrische Antrieb ist dabei abgeschaltet. Das Flugzeug ist auch in der Luft ungewöhnlich langsam. Das DLR nennt etwa 30 km/h in Bodennähe und rund 50 km/h in großen Höhen.
Warum HAP-alpha auf 20 km steigen soll
Nach den Flügen in Cochstedt soll HAP-alpha schrittweise größere Höhen erreichen. Das Ziel sind etwa 20 Kilometer – mitten in der unteren Stratosphäre und weit oberhalb des normalen Verkehrs mit Passagierflugzeugen.
Dort sollen sogenannte High Altitude Platforms, kurz HAPs, einen Bereich zwischen Flugzeug und Satellit besetzen. Ein solches Flugzeug kann längere Zeit über einer bestimmten Region operieren. Anders als ein Satellit lässt es sich anschließend wieder landen, warten und mit anderer Technik ausstatten.
Damit kommen HAPs beispielsweise für Erdbeobachtung, Umweltmessungen, Katastropheneinsätze oder als Knotenpunkte für Kommunikationsnetze infrage.
Von einem generellen Satellitenersatz zu sprechen, wäre allerdings zu viel. Satelliten decken wesentlich größere Gebiete ab und besitzen je nach System völlig andere Reichweiten und Einsatzzeiten. HAPs könnten sie bei bestimmten regionalen Aufgaben ergänzen.
Wie weit Solarflugzeuge heute bereits kommen, zeigt auch ein bemannter Höhenflug von SolarStratos auf 9521 Meter. HAP-alpha verfolgt allerdings ein anderes Konzept: Das Flugzeug ist unbemannt, extrem leicht und für deutlich größere Höhen ausgelegt.
Kamera soll aus 20 km 15 cm auflösen
Interessant wird HAP-alpha nicht allein durch das Flugzeug. Das DLR entwickelt gleichzeitig die Sensoren, die später mit der Plattform erprobt werden sollen. Dazu gehört die Kamera MACS-HAP. Aus rund 20 km Höhe soll sie eine Bodenauflösung von etwa 15 cm erreichen. Eine Auslenkeinrichtung ermöglicht laut DLR die Erfassung einer Fläche von bis zu 400 km².
Die Daten sollen bereits an Bord verarbeitet werden. Statt sämtliche Rohbilder übertragen zu müssen, könnten ausgewertete Informationen zur Bodenstation geschickt werden. Mögliche Anwendungen sieht das DLR unter anderem bei Flutkatastrophen und Waldbränden, bei der Überwachung von Schifffahrtswegen sowie beim Monitoring von Eisflächen.
Radar sieht auch ohne Tageslicht
Als zweite wichtige Nutzlast entsteht ein Radar mit synthetischer Apertur, kurz SAR. HAP-SAR wiegt laut DLR fünf Kilogramm, benötigt weniger als 250 W Leistung und soll eine Bodenauflösung von 50 mal 50 cm erreichen.
Anders als eine optische Kamera ist ein solches Radar nicht auf Tageslicht angewiesen und kann weitgehend unabhängig von Bewölkung messen. Das macht die Technik für Situationen interessant, in denen kontinuierliche Beobachtung gefragt ist.
Für ein Flugzeug mit nur 138 kg Gesamtmasse sind allerdings selbst 5 kg Nutzlast erheblich. Sensoren, Elektronik und Energiebedarf müssen deshalb von Beginn an auf die extrem leichte Plattform abgestimmt werden.
Andere Solarplattformen bleiben schon wochenlang oben
HAP-alpha ist nicht das erste Flugzeug dieser Art. Besonders weit ist Zephyr, eine solare Höhenplattform des Airbus-Tochterunternehmens AALTO.
Bereits 2018 berichtete ingenieur.de über einen Zephyr-Dauerflug von fast 26 Tagen. Inzwischen ist die Technik erheblich weiter: 2025 blieb ein Zephyr nach Angaben von AALTO 67 Tage, 6 Stunden und 52 Minuten durchgehend in der Stratosphäre.
Der Erstflug von HAP-alpha ist damit kein internationaler Ausdauerrekord. Das DLR verfolgt mit der eigenen Plattform vor allem ein Forschungsziel. Insgesamt 16 DLR-Institute und -Einrichtungen haben das Flugzeug und die zugehörigen Bodensysteme entwickelt. Neben der Plattform selbst sollen Flugführung, Sensoren, Kommunikation und Betriebsverfahren untersucht werden.
Eigentlich sollte HAP-alpha schon 2022 fliegen
Bis zum Jungfernflug dauerte es deutlich länger als zunächst geplant. Als das DLR das Projekt 2021 ausführlicher vorstellte, war der erste Flug noch für Ende 2022 angekündigt. Tatsächlich hob HAP-alpha erst am 2. September 2026 ab. Warum sich der Termin um fast vier Jahre verschoben hat, erläutert das DLR in seiner aktuellen Mitteilung nicht.
Jetzt beginnt die eigentliche Flugerprobung. Zunächst wertet das Team die Daten des Jungfernflugs aus. Danach soll ein zweiter Testflug ebenfalls in niedriger Höhe folgen. Erst nach Abschluss dieser Testkampagne plant das DLR Flüge in größere Höhen über nicht oder extrem dünn besiedelten Regionen, beispielsweise über dem Meer.
Quellen
- DLR: HAP-alpha hebt erstmals ab, 3. September 2026
- DLR: Projektübersicht HAP-alpha
- DLR: HAP-alpha besteht wichtige Bodentests, 18. Juli 2025
- DLR: Rollversuche mit HAP-alpha, 5. Dezember 2025
- DLR: Kamerasystem MACS-HAP
- DLR: Entwicklung des Stratosphärenflugzeugs HAP-alpha, 21. April 2021
- AALTO: Zephyr fliegt mehr als 67 Tage in der Stratosphäre, 1. Mai 2025
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