近期,我國(guó)又創(chuàng)造了一個(gè)新的世界紀(jì)錄。由我國(guó)自主研發(fā)的系留浮空器——“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇,從青藏高原海拔4270米的中科院珠峰站附近升空,以平均每分鐘30米的速度上升,在三個(gè)多小時(shí)之后,成功上浮到距離地面4762米的高度,創(chuàng)造了海拔9032米的大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。這一高度比珠穆朗瑪峰(海拔8848米)還要高。 ![]() (注:“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇,升空前與升空后)該浮空器是中科院空天信息研究院自主研發(fā)的系留浮空器,呈流線型,可攜帶科學(xué)探測(cè)儀器進(jìn)行垂直剖面和駐空觀測(cè)。2019年的時(shí)候,就成功創(chuàng)造了升空到海拔7003米的高空進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)的世界紀(jì)錄。浮空器與飛機(jī)、火箭不同,它本身沒(méi)有用于升空的動(dòng)力裝置,而是依靠比重輕于空氣的氣體(通常是氫氣、氦氣等密度小于空氣的氣體)的浮力升空。浮空器主要包括系留氣球、飛艇和熱氣球,雖然造價(jià)并不便宜,但用途非常廣泛。 ![]() 系留氣球純粹是靠氣球內(nèi)部氣體的浮力,因此才需要纜繩進(jìn)行控制。飛艇有系繩、無(wú)繩兩種。它獲得的升力也主要來(lái)自于其內(nèi)部氣體,但飛艇通常還搭載有動(dòng)力系統(tǒng),主要用于其在水平方向上的移動(dòng)。出于安全性的考慮,現(xiàn)代飛艇一般都使用安全性更好的氦氣來(lái)提供升力。 ![]() 熱氣球則是利用了加熱的空氣比重較小的原理浮空,主要通過(guò)搭載的加熱器來(lái)調(diào)整氣囊中空氣的溫度及密度,從而達(dá)到控制氣球升降的目的。 ![]() 據(jù)了解,“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇就屬于飛艇中的系留飛艇。它長(zhǎng)55米,高19米,體積達(dá)9060立方米,利用浮升氣體的浮力升空,并且有一條纜繩與地面的錨泊設(shè)備連接,通過(guò)收放這條纜繩,就可以控制浮空艇的升空和駐空。此外,這條纜繩里還有電線,用來(lái)給浮空器上的載荷供電。此次,極目一號(hào)Ⅲ型浮空艇搭載了科學(xué)觀測(cè)儀器,用于觀測(cè)珠穆朗瑪峰附近高空大氣環(huán)境中西風(fēng)攜帶的水汽含量,以及海拔9000米高空的大氣組分垂直變化和傳輸過(guò)程。這項(xiàng)觀測(cè)任務(wù)由來(lái)自多家科研單位的64名科考隊(duì)員組成的“巔峰使命”珠峰科考浮空艇綜合科考隊(duì)負(fù)責(zé)。 ![]() 這項(xiàng)研究很有必要,因?yàn)榍嗖馗咴莵喼薜乃L(zhǎng)江、黃河等河流都發(fā)源于此地,弄清楚該空域中的水汽含量等大氣數(shù)據(jù),將讓我們?cè)谌蜃兣拇蟊尘跋?,更好地了解?dāng)?shù)氐乃h(huán)狀況,并制定出應(yīng)對(duì)措施。 ![]() 有網(wǎng)友問(wèn),9000多米的高度,飛機(jī)、探空火箭都可以上去,天上不是還有衛(wèi)星嗎,它們都可以搭載科學(xué)儀器對(duì)高空中的大氣狀況進(jìn)行觀測(cè),為什么還要費(fèi)勁使用飛艇?所謂術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻,相對(duì)于飛機(jī)、探空火箭來(lái)說(shuō),飛艇能在高空中以很低的成本駐留很長(zhǎng)的時(shí)間,節(jié)能省錢(qián)不說(shuō),而且它對(duì)于環(huán)境的破壞也較小,不會(huì)改變周邊的風(fēng)場(chǎng)和環(huán)境參數(shù)。至于衛(wèi)星,它雖然位于外太空,對(duì)環(huán)境沒(méi)有破壞性,但衛(wèi)星只適合用于大范圍粗略地觀測(cè),對(duì)于小范圍內(nèi)的大氣觀測(cè),并不是它所擅長(zhǎng)的事。 ![]() (注:極目一號(hào)浮空艇地面控制軟件界面)據(jù)悉,“極目一號(hào)”浮空艇還是有一定技術(shù)含量的,并不是那么容易就能夠造出來(lái)的,因?yàn)檫@么大的東西升到9千米的高空中,既要耐零下幾十度的低溫、抵抗每秒20米的大風(fēng),還要防雷電和靜電,并且還要保證數(shù)據(jù)測(cè)得準(zhǔn)。此外,極目二號(hào)和極目三號(hào)這兩款尚在研制當(dāng)中的浮空飛艇,未來(lái)也將投入青藏高原等地使用。關(guān)注我,咱們下次見(jiàn)。 |
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