I de små timene 26. juli 2016 landet Solar Impulse 2 i Abu Dhabi for ivrige folkemengder og kameraer. Etter 14 måneders reise og 550 timer i lufta hadde flyet oppnådd det mange hadde ansett som umulig: å reise 25 000 mil rundt om i verden - over fire kontinenter, to hav og tre hav - uten en dråpe flytende drivstoff. Solens pulserende stråler ga fartøyets eneste kraft.
Nå dykker en ny NOVA-dokumentar, The Impossible Flight, som sendes i kveld på PBS, inn i både utfordringene og triumfene ved å fullføre denne opprivende turen rundt i verden, og gir publikum en smak av lidenskapen som drev Solar Impulse-teamet og deres skyhøye optimisme om fremtidens energi.
Solar Impulse er hjernebarn til Bertrand Piccard, en psykiater og oppdagelsesreisende som kom på ideen etter hans nonstop-snurr i 1999 rundt om i verden i en varmluftsballong. I løpet av denne satsningen så han på drivstoffnivået synke dag etter dag, og bekymret seg for om han hadde nok, noe som gjorde at han lurte på om det var en bedre måte. Etter hvert regnet han ut det: miste drivstoffet.
Piccard nådde ut til potensielle partnere i luftfartsindustrien, men ble møtt med motstand. "Alle sa at det var umulig, " sier han. "[De] sa at jeg bare drømte." For å ha nok solcellepaneler til å drive propellene, må flyet være massivt - men samtidig ekstremt lett.
Så Piccard henvendte seg til det sveitsiske føderale teknologiske instituttet hvor han fikk forbindelse med André Borschberg, en ingeniør og gründer som trente som pilot i det sveitsiske flyvåpenet. Borschberg konsulterte for instituttet (som han beskriver som "The MIT of Switzerland") og ble fascinert av Piccards ide. Paret kunngjorde offisielt prosjektet i 2003.
"Når du kunngjør offisielt, " sier Borschberg, "er det ingen vei tilbake etterpå. Og [så] det er det vi gjorde de neste 13 årene." Duoen nådde ut til investorer, ingeniører, industripartnere og mer for å utvikle flyet. Hver komponent ble testet og optimalisert helt ned til limet som binder karbonfiberstrukturen.
Resultatet av alt dette arbeidet, Solar Impulse 2, er absolutt en bragd av ingeniørarbeid. Flyet har et vingespenn større enn en B-747 jumbojet, men veier bare rundt 5 000 pund, noe som kan sammenlignes med en gjennomsnittlig familiebil. En svimlende 17 248 fotovoltaiske solceller - hver og en omtrent tykkelsen på et menneskehår - tepper de delikate vingene og flykroppen. Disse cellene soler seg i sollyset og lader flyets fire litiumbatterier for å få propellene til å snurre seg gjennom de mørke nattetidene.
Solar Impulse svever over Golden Gate Bridge i California. (Solar Impuls) 
Solar Impulse flyr over de egyptiske pyramidene. Flyet landet i Kairo før det dro til siste etappe av reisen. (Jean Revillard) 
Solar Impulse lander i New York City. (Solar Impuls) 
Solimpuls svever over vannet under flyets andre testflyging. (Jean Revillard) 
Andre Borschberg og Bertrand Piccard, medstiftere av Solar Impulse, handlet med å fly turens 17 ben. (Jean Revillard) 
Solar Impulse ble jordet for reparasjoner på Hawaii etter at batteriene ble overopphetet under sin fem-dagers flytur over Stillehavet. (Jean Revillard) Piccard og Borschberg handlet med å fly flyet for de 17 bena på satsingen. Hver sov bare i korte intervaller for å gjøre en tendens til flyets krav. Vingene kunne ikke tippe mer enn fem grader, ellers kan fartøyet spinne ut av kontroll takket være dets lave vekt og ekspansive størrelse. Denne luftige konstruksjonen betydde også at selv et lite sted med stygt vær eller vind lett ville piske flyet av banen.
Som dokumentaren detaljer, ble været lagets største fiende. Fordi flyet kjører på en svak bane - klatrer til nesten 30 000 fot høyde i løpet av dagen, men sakte avtar til omtrent 5000 fot om natten for å spare energi - må teamet spå vind, fuktighet og temperatur på flere høydedrag. Og det virvlende værsystemet er i stadig utvikling og endring. Værforholdene forsinket avgangen fra Kina, og tvang senere teamet til å abortere sin første stillehavskryssing og lande i Japan. Men så begynte mer stygt vær å kvele over Stillehavet, noe som førte til to avlyste avganger.
Spenningene økte når planen kontinuerlig ble presset tilbake - men mannskapet var også godt klar over konsekvensene av å skyve gjennom vær eller tekniske vanskeligheter. "Hvis det er en fiasko, er det en person der inne, " sier et av teamets mannskaper i dokumentaren.
Selv om det var mange humper underveis, hjalp den sterke overbevisningen fra Solar Impulse-teamet dem til å navigere i disse utfordringene. "Jeg mistet aldri troen på det vi gjorde, " sier Borschberg. "Det var noe som alltid fortalte meg at det er en løsning et sted. Det tok mer tid, det tok mer krefter, definitivt ... men til slutt finner vi alltid en måte."
Men et fly kan ikke fly på overbevisning alene. Kreativitet og tenking utenfor luftfartsindustrien var også avgjørende for å lykkes, sier Piccard. Mange luftfartseksperter så ut til å ha blitt begrenset i tenkningen, blendet fra tidligere erfaringer om hvordan man bygger en flygende maskin. I stedet henvendte duoen seg til verft, kjemiske selskaper og mer for å oppsøke potensielle materialer og løsninger for sine fly. Den ultratynne karbonfiberen som utgjør karosseriet på flyet, ble for eksempel laget av det samme selskapet som produserte skrog for de slanke seilbåtene, det europeiske Alinghi-lagløpet i America's Cup.
"Vi kunne ikke utvikle nye solceller, nye batterier, nye motorer, " sier Borschberg, og bemerker at det bare ikke var tid til å revurdere all teknologi de brukte. I stedet fant de banebrytende løsningene allerede der ute, og repurposed dem for flyturen, sier han.
"Jeg synes absolutt at det er en ganske imponerende teknisk prestasjon, " sa Craig Steeves, assosiert direktør ved University of Toronto Institute for Aerospace Studies, til National Geographic's Christina Nunez etter fullført ferd med Solar Impulse. "De er ganske langt fremme på en bane som flyindustrien ønsker å gå."
Fortsatt er Piccard og Borschberg raske med å legge til at solcelledrevne alternativer ikke vil komme til kommersielle flyselskaper snart. Solar Impulse 2 - og forgjengeren, Solar Impulse 1 - kunne bare holde en person (piloten) i sin uoppvarmede og uimpresserte cockpit i kjøleskapstørrelse; det enkle setet fungerer som toalett. Flyet er også overraskende tregt, og reiser i gjennomsnitt 30 mil i timen for å maksimere energibesparelser.
"Det var aldri et mål i seg selv, " sier Piccard om flyet. "Solar Impulse var den symbolske måten å demonstrere at du kan bruke denne teknologien til et stort eventyr som alle mente var umulig." Med andre ord, målet med flyturen var ikke nødvendigvis å skyve luftfarten, men å skyve fantasien.
Men ved å støtte seg mot disse grensene, ga Solar Impulse-teamet viktige bidrag til luftfarten. Mange luftfartsselskaper - inkludert AirBus, Boeing og Siemens - har nylig kunngjort utviklingsprosjekter for elektriske eller hybride systemer for å redusere utslipp fra fremtidige flyreiser. Mens noen av disse anstrengelsene begynte før Solar Impulse tok til himmelen, trakk turen oppmerksomhet og inspirasjon til det spirende feltet. "Det var veldig morsomt å se at ingeniørene som jobber i bransjen, lo da jeg satte i gang prosjektet, " sier Piccard. "Men nå jobber de samme ingeniørene med elektriske flyprogrammer."
Selv om solenergi forblir upraktisk for disse satsningene, forklarer Piccard, kan batteriene lades på nettet før avreise. Men disse teknologiene krever fortsatt sannsynligvis flere tiår med testing og utvikling for å nå kommersiell målestokk, ifølge Peter Wilson, en elektronikk- og systemteknisk professor ved University of Bath. En av de primære begrensningene for disse flyvningene er batterilagring, skrev han for The Conversation i 2015.
Noen av de største virkningene av Solar Impulse kan faktisk finnes på bakken. Flyturen har presset fremskritt på tvers av fag i mange bransjer, ifølge Piccard og Borschberg. Materialutviklingsselskapet Covestro, en Solar Impulse-partner, tilpasser den ultra-lave vekten, høyytelses cockpitisolasjonen for mer effektive kjøleskap. I følge Piccard planlegger et oppstartsselskap i India også å bruke høye effektivitetsmotorene til flyet i takvifter som bruker 75 prosent mindre strøm.
Men nå som det er sagt og gjort, er Piccard klar for de neste trinnene hans. "Nå må vi selvfølgelig fortsette, " sier han, "suksess er ikke der for å sitte i lenestolen og glede seg over den. Suksess er der for å ta neste steg."
I november 2017 lanserte Piccard og hans mannskap World Alliance for Efficient Solutions, som har til oppgave å koble investorer og myndigheter til 1000 innovative løsninger som er lønnsomme og miljøvennlige.
"Svært ofte klarer ikke beskyttelsen av miljøet på den ene siden og industrien på den andre siden ikke å finne et felles språk, " sier Piccard. Han håper at 1000-løsningsprosjektet gir plattformen for at disse samtalene kan skje.
Og selv om denne fasen er mindre dramatisk, håper Piccard at dokumentaren vil hjelpe til med å sementere skjønnheten og dramaet til Solar Impulse i hjertet til publikum og inspirere dem til å holde hodet åpent når teknologien utvikler seg.
Begge pilotenes optimisme om energis fremtid er absolutt smittsom, og deres lidenskap for Solar Impulse er følbar. Når Borschberg lukker samtalen, beskriver han opplevelsen hans svev over skyene. "Det er helt nydelig å være der oppe, det er en gave, " sier han. "Du ser på vingene, du ser på solen over deg og du begynner å forstå at bare solstrålene som faller på vingene er tilstrekkelige til å gjøre deg fly."
"Det er virkelig imponerende, " legger han til. "Det gir deg tro på denne typen teknologi."
Den to timer lange premieren på The Impossible Flight sendes 31. januar 2018 klokken 21 ET på PBS.
