2万米高空!侧颈龟到此一游

2017-11-13 09:55:38来源:经济日报
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“旅行者”3号生保舱内的乌龟生命体征正常。 经济日报记者 喻 剑摄

10月25日凌晨,新疆光启临近空间基地,黄头侧颈龟“小云云”登上临近空间飞行器——“旅行者”3号的生保舱。3时57分,伴随着响亮的“放飞”指令,“旅行者”3号缓缓升空,逐步上升到21公里的临近空间目标高度。高空之上的舱室内,在装满水的活动平台里,“小云云”欢快游动。

在完成临近空间环控生保、天地通信、空间环境数据采集等实验任务和关键技术验证后,“旅行者”3号于当日8点28分降落在新疆预定区域,被成功回收。经历2万多米高空遨游的“小云云”生命体征完全正常,已随“旅行者”3号试飞团队回到位于深圳的光启集团总部,它也成为首个在临近空间长时间停留的地球活体动物。

临近空间是指距地面20至100公里的空域,由于其重要的开发应用价值在国际上引起广泛关注。近年来,不少国家和机构加大了对临近空间的探索步伐。针对这一空间的特性,目前在研的临近空间飞行器中,浮空飞行器备受青睐。它凭借轻质气体提供的净浮力飞行、驻留,完成特定的任务,具有无需发射工具、可回收维修、费用低、驻留时间长、载荷能力强、视距远、能耗小等优点。

“旅行者”3号由两个主要部分组成,上方是一个半透明的囊体,采用超压PE材料结合加强筋的方式研制而成,下方是一个吊舱,二者由吊绳连接,吊绳中部安装了1个降落伞。其试飞成功,验证了载人近太空旅行的多项关键技术——囊体设计加工技术、充气放飞技术、环控生保技术、天地通信技术、自主控制技术、轨迹预测技术、着陆回收技术等的有效性,为后续研制长航时飞行平台及载人系列飞行平台提供了关键参数和技术验证。

试飞成功来得不易。光启临近空间创新总监周飞表示,临近空间是一个几乎空白的全新领域,缺少前人经验和数据积累,科研团队都是从零开始摸索。尽管科研团队在地面做过各种试验,但真正到达临近空间遇到的困难是难以在实验室里预估的。“浮空器是一种完全有别于飞机、火箭、飞船的飞行器,放飞条件极其严苛,既需要合适的空域范围,也需要合适的天气条件,比如地面风速不超过3米每秒,临近空间的风速及风向可使飞行器按预想轨迹飞行等,这也增加了试飞的难度。”周飞说。

在没有自主动力的情况下,如何预测预报风场环境,保障飞行器可以安全升空、飞行、降落,是科研团队需要攻克的难点之一。为了此次“旅行者”3号的放飞,科研团队提前数月就收集地面到临近空间的风速、风向等风场数据,与气象专家一同不间断地实时监测分析放飞现场的天气状况。

要想顺利飞行,飞行器还必须攻克多个技术关键点。其中,飞行器囊体设计是关键。“旅行者”3号使用了光启集团自行研制的超压囊体,具备强度高、耐低温、防腐蚀、防辐射、耐低压、防紫外线和抗拉伸等功能,可以在临近空间抵抗气压、气候、紫外线、辐射等环境变化。

浮空飞行器不仅能够以极低成本提供类似卫星任务的对地观测服务,在不远的将来,还可为普通人提供近太空旅行。

“由于商业飞机飞行高度有限,不足以看到地球弧度;载人飞船、空间站对财力、身体素质的要求又非常高,普通人无法乘坐。”光启集团总裁刘若鹏说,“未来,普通人将通过乘坐商用临近空间飞行器,实现近太空旅行梦想”。

为实现普通人的“近太空”梦想,光启集团创立之初就开始了对临近空间的探索。2015年2月,光启集团临近空间载人项目正式启动;2015年6月,光启集团在新西兰成功放飞了中国首个临近空间商用平台“旅行者”1号;2016年8月,以打造具备国际一流航天航空研发能力的研究机构为目标——海口未来技术研究院暨光启临近空间技术研发总部揭幕。

实现临近空间旅行的目标,对飞行器生保系统提出了更高要求。“旅行者”3号携带的生保舱,设计有温控与通风模块、活物生存保障模块等功能模块。如何在临近空间低温、低压、高紫外线辐射、高臭氧浓度等极端环境下,保障生命安全,使人们可以长时间、安全、舒适停留,是临近空间飞行器载人功能的技术核心。此次放飞前,“旅行者”3号生保舱经过了多次临近空间模拟试验,温度控制能力和生命保障能力得到了充分验证:温控系统可以保证舱内通风和温度的均匀性,控制舱内温度在18℃至22℃;生命保障系统具备密封保压能力、温度精准控制能力和氧气补给能力,可在临近空间极端环境下保证生物存活。

未来的载人系列“旅行者”号主舱,将可容纳6名旅客。在舱内,普通旅客无需身着宇航服,就可安全舒适体验到超乎寻常的临近空间美景,看到地球的完美弧线。

“对临近空间的探索,是集团在垂直细分领域深度布局的重要一环。”刘若鹏表示,随着“天临空地海”全方位一体化推进,如何全面发展和推动空间科学、空间技术、空间应用成为迫切需求。“旅行者”号系列对临近空间的探索,是浮空飞行器利用的开拓和创新,也是在进一步扩大人类生活空间,在新的空间和领域进行战略定位。

责编:季冉冉

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