“旅行者”3號(hào)被成功回收，生保艙內(nèi)的烏龜生命體征正常
10月25日，一只名為“小云云”的黃頭側(cè)頸龜，坐著“氣球”在兩萬(wàn)米高空欣賞了一圈美景后，平安歸來(lái)。
羨慕不?嫉妒不？恨不？要知道，用浮空器搭載活體動(dòng)物暢游臨近空間，這還是全球首例。而將“小云云”帶上天的“氣球”，就是深圳光啟集團(tuán)自主研發(fā)的臨近空間飛行器——“旅行者”3號(hào)(海口號(hào))。
“旅行者”3號(hào)是啥？為什么要帶只小烏龜上天？這個(gè)實(shí)驗(yàn)有啥意義？近日，該項(xiàng)目總指揮、光啟臨近空間創(chuàng)新總監(jiān)周飛為我們進(jìn)行了解讀。
“旅行者”3號(hào)進(jìn)行囊體充氣作業(yè)
南瓜狀“氣球”并不簡(jiǎn)單
“旅行者”3號(hào)這個(gè)名字聽(tīng)上去雖然科技感爆棚，外觀卻非常簡(jiǎn)單，遠(yuǎn)看就像一個(gè)南瓜狀氣球。
“這個(gè)‘氣球’其實(shí)一點(diǎn)也不簡(jiǎn)單?！敝茱w介紹，“旅行者”3號(hào)主要由三部分組成。上方是一個(gè)運(yùn)用超壓PE（聚乙烯）材料，結(jié)合加強(qiáng)筋的方式制作而成的半透明囊體，為飛行器提供主要?jiǎng)恿?。“充上氦氣后，囊體會(huì)形成一個(gè)最大直徑18.8米，體積達(dá)2150立方米的巨型氣球?！?/p>
別看長(zhǎng)的像氣球，“旅行者”3號(hào)的囊體可是充滿(mǎn)了技術(shù)含量。這個(gè)由光啟自行研制的超壓囊體，具備強(qiáng)度高、耐低溫、防腐蝕、防輻射、耐低壓、防紫外線(xiàn)和抗拉伸等功能，可以在臨近空間抵抗氣壓、氣候、紫外線(xiàn)、輻射等環(huán)境的變化。
在囊體下方，用吊繩連接的就是飛行器吊艙。這個(gè)吊艙既是“旅行者”3號(hào)的客艙，也是整個(gè)飛行器的“大腦”。“小云云”就是在這里，進(jìn)行了4個(gè)多小時(shí)的臨近空間之旅。
周飛介紹，吊艙中裝有的綜合航電、載荷、能源、生保等設(shè)備，能協(xié)助實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的遠(yuǎn)程控制和自主控制。而吊艙內(nèi)外設(shè)置的3路通信系統(tǒng)，則可將飛行器采集的環(huán)境參數(shù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和視頻、圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)下傳至地面。
據(jù)了解，這次試驗(yàn)中，“旅行者”3號(hào)按照要求完成了纜繩切割、囊體與生保艙分離、降落傘打開(kāi)、平穩(wěn)著陸等系列動(dòng)作，并成功降落在新疆托克遜縣預(yù)定區(qū)域。生保艙內(nèi)烏龜?shù)纳w征也非常正常。
周飛表示，四個(gè)多小時(shí)的飛行時(shí)間里，“旅行者”3號(hào)完成了環(huán)控生保、天地通信、空間環(huán)境數(shù)據(jù)采集3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，驗(yàn)證了囊體設(shè)計(jì)加工技術(shù)、充氣放飛技術(shù)、環(huán)控生保技術(shù)、天地通信技術(shù)、自主控制技術(shù)、軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)、著陸回收技術(shù)7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，“為后續(xù)研制長(zhǎng)航時(shí)飛行平臺(tái)及載人系列飛行平臺(tái)提供了關(guān)鍵參數(shù)和技術(shù)驗(yàn)證?！?
吊艙里的設(shè)備之一——飛控計(jì)算機(jī)
放飛浮空器 “天時(shí)”很關(guān)鍵
臨近空間，又稱(chēng)為近太空，一般指海拔20公里~100公里的空間區(qū)域，是航天空間（100公里以上）和航空空間（20公里以下）之間的過(guò)渡區(qū)域。
“除了火箭偶爾穿越以外，那里是人類(lèi)尚未開(kāi)發(fā)的一片空白空間?！敝茱w表示，臨近空間氣象與氣候非常穩(wěn)定，太陽(yáng)能充足，是一個(gè)可提供全天候高速率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、高分辨率地理測(cè)繪、對(duì)地高精度監(jiān)控、對(duì)天高清晰成像等科學(xué)研究和新型空間服務(wù)的理想?yún)^(qū)域。近年來(lái)，不少?lài)?guó)家開(kāi)始加大對(duì)臨近空間的探索。
目前在研發(fā)的臨近空間飛行器中，由于浮空器具有無(wú)需發(fā)射工具、可回收維修、費(fèi)用低、駐留時(shí)間長(zhǎng)、視距遠(yuǎn)、能耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為備受青睞的一個(gè)研究方向。
“但浮空器放飛條件極其嚴(yán)苛?！敝茱w說(shuō)，浮空器沒(méi)有自主動(dòng)力，只憑借輕質(zhì)氣體提供的凈浮力飛行。放飛窗口的“天時(shí)”，不僅要求地面風(fēng)速不超過(guò)3米每秒，還得保證臨近空間的風(fēng)速及風(fēng)向，可使飛行器按預(yù)想軌跡飛行。
此次“旅行者”3號(hào)放飛前幾個(gè)月，光啟科研團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始收集地面到臨近空間的氣象數(shù)據(jù)，并不間斷地對(duì)放飛現(xiàn)場(chǎng)天氣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。
“我們的氣象數(shù)據(jù)必須精確到分鐘級(jí)?！敝茱w表示，相比于臨近空間較為穩(wěn)定的天氣情況，地面的天氣更加變化莫測(cè)，“因此浮空器在地面充氣和放飛階段的風(fēng)險(xiǎn)是最大的?！?/p>
除了“天氣關(guān)”，如何在臨近空間低溫、低壓、高紫外輻射、高臭氧濃度等極端環(huán)境下，保障生命安全，也是此次“旅行者”3號(hào)需要重點(diǎn)驗(yàn)證的技術(shù)難題。
據(jù)介紹，“旅行者”3號(hào)攜帶的生保艙，可以保證通風(fēng)和溫度的均勻性，并將艙內(nèi)溫度控制在舒適的18℃~22℃。生命保障系統(tǒng)則具備密封保壓能力、溫度精準(zhǔn)控制能力和氧氣補(bǔ)給能力，可以在臨近空間極端環(huán)境下保證生物存活。
“‘小云云’是全球首個(gè)在臨近空間長(zhǎng)時(shí)間‘旅行’的動(dòng)物?！敝茱w說(shuō)，這次試飛成功，驗(yàn)證了載人近太空旅行多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的有效性，也為后繼的試驗(yàn)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)?！斑@標(biāo)志著我國(guó)臨近空間飛行技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的技術(shù)高度。”
“旅行者”3號(hào)升空后，光啟團(tuán)隊(duì)通過(guò)地面控制平臺(tái)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)
兩萬(wàn)高空看日出不是夢(mèng)
帶上女朋友，假期坐氣球飛到2萬(wàn)米高空，看日出，玩自拍、發(fā)朋友圈……如此拉風(fēng)的生活是不是想想都爽？這一幕或許在不久的將來(lái)，真能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
“乘坐商用臨近空間飛行器，可以實(shí)現(xiàn)普通人的近太空旅行夢(mèng)想?！弊猿闪⒅跗?，光啟集團(tuán)就定下了一個(gè)把普通人帶進(jìn)近太空的目標(biāo)。
“現(xiàn)有載人航空航天平臺(tái)，無(wú)法滿(mǎn)足普通人太空旅行的需求?！敝茱w表示，商業(yè)飛機(jī)飛行高度有限，而載人飛船、空間站則對(duì)財(cái)力、身體素質(zhì)的要求非常高，普通人又很難承受。
2015年2月，光啟正式啟動(dòng)臨近空間載人項(xiàng)目。同年6月，該公司便成功試飛了中國(guó)首個(gè)臨近空間商用平臺(tái)——“旅行者”1號(hào)。而此次“小云云”實(shí)現(xiàn)動(dòng)物在臨近空間的全球首飛，則進(jìn)一步拉近了普通人與“近太空”的距離。
“除了載人，‘旅行者’號(hào)還可搭載通信、光學(xué)遙感、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，為智慧城市、遙感通訊、宇宙物理學(xué)等領(lǐng)域提供科學(xué)探索平臺(tái)?！敝茱w說(shuō)，未來(lái)的載人系列“旅行者”號(hào)主艙，可以容納6名旅客。普通旅客可安全舒適地體驗(yàn)到超乎尋常的臨近空間美景，在兩萬(wàn)米以上的高空看日出，欣賞地球的完美弧線(xiàn)。
因?yàn)闊o(wú)需火箭發(fā)射，搭乘“旅行者”號(hào)進(jìn)行近太空旅行，相比太空旅行，價(jià)格也會(huì)更加親民，預(yù)計(jì)飛行一次的費(fèi)用在十萬(wàn)美元左右。
周飛表示，旅行者號(hào)的飛行過(guò)程，就像乘坐電梯或纜車(chē)一樣平穩(wěn)舒緩。旅客既不用身著宇航服，也無(wú)需承受失重、離心力等艱苦考驗(yàn)?！盁o(wú)論經(jīng)濟(jì)條件，還是旅客的身體素質(zhì)門(mén)檻，都降到了最低?！?/p>
不過(guò)，目前“小云云”的上天，距離光啟“把普通人送到近太空”這一終極目標(biāo)，顯然還有很長(zhǎng)的一段距離。
“要想載人旅行，我們還有很多技術(shù)難關(guān)需要一一攻克。” 周飛認(rèn)為，“旅行者”3號(hào)的成功，只是臨近太空科學(xué)中的一小步。它更重要的意義，是為該領(lǐng)域的科研工作者們證明了載人的可行性。“相信在臨近太空發(fā)微博的日子，終究有一天能實(shí)現(xiàn)。"（人民日?qǐng)?bào)中央廚房·南方南工作室 王星 項(xiàng)陳洪）
