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一次失败的飞行器升空试验

极客公园  · 公众号  · 科技媒体  · 2016-11-19 11:37

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它们要去往的地方叫做「临近空间」——这个空间特指海拔 20 到 100 千米的近太空领域。这里高于民航飞机飞行高度而低于卫星,被视为人类尚未开发的一片潜力巨大的空白空间。这个由大型「气球囊体」和舱体组成的飞行器被命名为「旅行者」号,由深圳光启集团研发,是中国首个临近空间商用飞行器。

「旅行者」号采用了光启超材料逆向设计技术,具有低密高强、高阻氦、抗紫外线辐射和臭氧侵蚀的特点,克服了极大昼夜温差、强烈的紫外辐射等影响飞行器设计的挑战,理论上可以替代卫星的绝大部分功能,比如互联网、通信、导航、气象、测绘等。

今年 6 月,旅行者 1 号在新西兰成功放飞,在 1 小时内升空到达设计高度 21 公里,在临近空间完成了 AIS(船舶自动识别系统)、对地对空监测、空间环境探测、天地高速通信等商用载荷测试。

正在准备试飞的「旅行者」2 号是一个加强版。它的主舱直径 2.5 米、高 3.5 米、重量超过 1 吨。它的特殊性在于将首次在主舱内搭载小型生命保障系统,携带「太空龟」试飞,为临近空间载人旅游等项目做数据准备。

来自深圳光启公司的工作人员正在紧张的准备这个叫做「旅行者」2 号的飞行器升空。中控台边上,三名工程师正在盯着电脑上的红绿线条的律动,它们决定了外面的「气球」何时可以放飞。在帐篷外的空地上,有人在用普通气球测试风速,有人忙着将氮气冲进巨型囊体。

而剩余的一群人,则在围观一只乌龟被作为试验活体送进主舱。它很小,小到人一只手就能将其握住。但它一动不动,任凭所有闪光灯的围观,也不知道自己将肩负使命,飞越平流层,冲向海拔 20 千米至 100 千米的近太空。

当乌龟也已经就绪,囊体却突然开始缩小,工作人员开始进行放气。有人前来解释:这次降雪,雪量都超出了前期的预报和历年数据的经验。而降温降雪令试飞前的准备工作无法正常开展,出于安全飞行的考虑,团队决定延迟一天,至 11 月 7 日再试飞。

项目负责人栾琳博士尝试用最简单的原理向记者们解释这次失败:降雪降温形成的温差就是个典型的气压差,局部的热力差异直接导致该地风速变大。

而之前图片中显示的那个巨大囊体——也就是放飞的「动力引擎」——是光启采用特殊的材料制作而成,它能够适应海拔 100 千米高空的环境从而自由翱翔,但在地面升空时的难度反而最为苛刻。在让它升空的过程中,地面风速应控制在 5m/s 以内。

2

经历了第一晚的失败,第二天凌晨大家准备出发的时候已经有了心理预期。十二点,再次集合的命令下达。我急匆匆套上大衣,准备出发。

不幸,工作人员从前方传来消息:当日风速已经达到 8m/s,天气状况比昨天同时段还糟糕。11 月 7 日凌晨 1 时许,通过现场测风速、风向,结合气象数据,试飞团队判断环境适合试飞,随即开始进行囊体充气。但进行至凌晨 3 时许,试飞现场风速突变至安全试飞阈值的两倍多,已经开始的囊体充气再次中断。







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